压电效应

本文解释了物理学中的压电效应。因此,您将了解压电效应的含义、什么是压电材料以及这种物理现象的应用。

什么是压电效应?

压电效应是出现在某些材料中的一种物理现象,称为压电材料。压电效应涉及通过向材料施加电压来产生电荷。

换句话说,压电效应是某些特定材料在受到机械应力时发生的一种现象,材料获得电极化并出现电势差。

压电效应

1880年,皮埃尔·居里和雅克·居里兄弟在研究压电材料石英的压缩时发现了压电效应。

所以,压电性是发生压电效应的材料,即压电材料所具有的物理性质。

简而言之,压电材料可以将机械应力转化为电能。因此,压电性非常有用,因为它将机械能转化为电能。下面我们就详细看看压电材料的应用。

压电材料

压电材料是发生压电效应的材料,即压电材料是能够将机械应力转化为电荷的材料。

压电材料可分为两类:

  • 天然压电材料:这些材料自然表现出压电性,因此不需要任何修饰。其中,石英、罗谢尔盐和电气石脱颖而出。
  • 铁电压电材料:是那些必须经过极化过程才能获得压电特性的材料。例如,硝酸锂、菱铁矿或钽酸锂。

值得注意的是,近年来,新型、更加环保安全的压电材料的开发得到了推动,因为压电性是一种非常有用的物理特性。

压电效应的应用

一旦我们了解了压电效应的定义和最常见的压电材料,在本节中我们将讨论这种物理现象的用途。

  • 电动打火机是压电效应的日常应用。这些设备有一个带有压电晶体的机构,可以将猛烈的打击转化为火花。
  • 同样,许多电子传感器都是基于压电效应。因此,传感器将振动转换为可以激活其他电气设备的电脉冲。
  • 压电效应在工程领域有许多应用。例如,在通过注塑成型制造材料以及航空航天领域中,利用了压电效应。
  • 压电电机的操作也基于压电效应,尽管在这种情况下它们使用逆压电效应(如下所述)。这些类型的电机接收电脉冲并利用压电将其转化为运动。
  • 压电效应也用于医学。更具体地说,许多用于诊断健康问题的设备的操作都与这种物理现象有关,例如用于执行超声波扫描的仪器。
  • 麦克风、扬声器和耳机是通过压电效应工作的常用设备,因为它们将声音振动转换为电波,反之亦然。

逆压电效应

最后,我们将了解逆压电效应的组成,尽管您肯定已经从其名称中猜到了其含义。 😉

在物理学中,逆压电效应包括将电压转化为机械应力。换句话说,逆压电效应是与压电效应相反的物理现象。

例如,耳机利用逆压电效应将电信号转换为机械变形,然后再转换为声音。

这意味着压电效应是可逆的,因此如果不再向压电材料施加电压,它就会恢复到原来的形状。

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