▷ 圧電効果とは何ですか?

この記事では、物理学における圧電効果とは何かについて説明します。したがって、圧電効果の意味、圧電材料とは何か、この物理現象の応用は何かを発見することができます。

圧電効果とは何ですか?

圧電効果は、圧電材料と呼ばれる特定の材料に現れる物理現象です。圧電効果には、材料に電圧を印加することによって電荷が生成されることが含まれます。

つまり、圧電効果とは、ある特定の材料に機械的ストレスが加わると電気分極が生じ、電位差が現れる現象のことです。

圧電効果は、1880 年にピエールキュリーとジャックキュリーの兄弟によって、圧電材料である水晶の圧縮を研究していたときに発見されました。

したがって、圧電性とは、圧電効果が生じる材料、つまり圧電材料が持つ物理的特性です。

つまり、圧電材料は機械的応力を電気に変換することができます。このように、圧電は機械エネルギーを電気エネルギーに変換するため、非常に役立ちます。以下では、圧電材料の応用について詳しく見ていきます。

圧電材料は、圧電効果が生じる材料、つまり、機械的応力を電荷に変換できる材料です。

圧電材料は次の 2 つのタイプに分類できます。

圧電性は非常に有用な物理的特性であるため、近年、より環境に安全な新しい圧電材料の開発が促進されていることは注目に値します。

圧電効果の定義と最も一般的な圧電材料を理解したら、このセクションではこの物理現象の使用について説明します。

電気ライターは圧電効果を日常的に応用したものです。これらのデバイスには、激しい打撃を火花に変える圧電結晶を使用したメカニズムが備わっています。
同様に、多くの電子センサーは圧電効果に基づいています。したがって、センサーは振動を電気インパルスに変換し、他の電気機器を作動させることができます。
圧電効果は工学分野で多くの用途があります。たとえば、射出成形による材料の製造や航空宇宙分野でも圧電効果が使用されています。
圧電モーターの動作も圧電効果に基づいていますが、この場合は逆圧電効果 (以下で説明します) を使用します。これらのタイプのモーターは電気インパルスを受け取り、圧電を使用してそれを動きに変換します。
圧電効果は医療にも利用されています。より具体的には、超音波スキャンを実行するために使用される機器など、健康問題の診断に使用される多くのデバイスの動作は、この物理現象に関連しています。
マイク、スピーカー、ヘッドフォンは、音の振動を電波に、またはその逆に変換する圧電効果によって機能するデバイスとして一般的に使用されています。

最後に、逆圧電効果が何で構成されているかを見ていきますが、その名前からその意味はすでに推測されているはずです。 😉

物理学における逆圧電効果は、電圧を機械的応力に変換することで構成されます。つまり、逆圧電効果は圧電効果とは逆の物理現象です。

たとえば、ヘッドフォンは逆圧電効果を使用して電気信号を機械的変形に変換し、その後音に変換します。

これは、圧電効果が可逆的であることを意味し、圧電材料に電圧が印加されなくなると元の形状に戻ります。