▷ 압전효과란?

이 기사에서는 물리학에서 압전 효과가 무엇인지 설명합니다. 따라서 압전 효과의 의미, 압전 재료가 무엇인지, 이 물리적 현상의 응용이 무엇인지 알게 될 것입니다.

압전 효과란 무엇입니까?

압전 효과는 압전 재료라고 불리는 특정 재료에서 나타나는 물리적 현상입니다. 압전 효과는 물질에 전압을 가하여 전하를 생성하는 것과 관련됩니다.

즉, 압전효과는 특정 물질에 기계적 응력이 가해지면 그 물질이 전기적 분극을 얻어 전위차가 나타나는 현상이다.

압전 효과는 1880년 피에르 퀴리와 자크 퀴리 형제가 압전 물질인 석영의 압축을 연구하던 중 발견했습니다.

그래서 압전성은 압전효과가 일어나는 물질, 즉 압전재료가 가지고 있는 물리적 성질을 말한다.

간단히 말해서, 압전 재료는 기계적 응력을 전기로 변환할 수 있습니다. 따라서 압전은 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하기 때문에 매우 유용합니다. 아래에서는 압전재료의 응용에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

압전재료는 압전효과가 일어나는 재료, 즉 기계적 응력을 전하로 변환시킬 수 있는 재료를 말한다.

압전 재료는 두 가지 유형으로 분류됩니다.

천연 압전 재료 : 자연적으로 압전 특성을 나타내므로 변형이 필요하지 않은 재료입니다. 그 중에서도 석영, 로셸 소금, 전기석이 눈에 띕니다.
강유전성 압전 재료 : 압전 특성을 얻기 위해 분극 공정을 거쳐야 하는 재료입니다. 예를 들어 질산리튬, 베를리나이트 또는 탄탈산리튬이 있습니다.

최근 몇 년 동안 새롭고 환경적으로 안전한 압전 재료의 개발이 촉진되었다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 압전은 매우 유용한 물리적 특성이기 때문입니다.

압전 효과와 가장 일반적인 압전 재료의 정의를 살펴본 후 이 섹션에서는 이 물리적 현상의 사용에 대해 논의하겠습니다.

전기 라이터는 압전 효과를 일상적으로 응용한 것입니다. 이 장치에는 격렬한 타격을 불꽃으로 바꾸는 압전 수정체 메커니즘이 있습니다.
마찬가지로, 많은 전자 센서는 압전 효과를 기반으로 합니다. 따라서 센서는 진동을 다른 전기 장치를 활성화할 수 있는 전기 충격으로 변환합니다.
압전 효과는 공학 분야에서 많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 예를 들어, 사출 성형을 통한 재료 제조에는 압전 효과가 사용되며 항공 및 우주 비행 분야에서도 사용됩니다.
압전 모터의 작동 역시 압전 효과를 기반으로 하지만 이 경우 역압전 효과(아래 설명)를 사용합니다. 이러한 유형의 모터는 전기 충격을 받아 압전을 사용하여 이를 움직임으로 변환합니다.
압전 효과는 의학에서도 사용됩니다. 보다 구체적으로, 건강 문제를 진단하는 데 사용되는 많은 장치의 작동은 초음파 검사를 수행하는 데 사용되는 도구와 같이 이러한 물리적 현상과 관련이 있습니다.
마이크, 스피커 및 헤드폰은 소리 진동을 전기파로 변환하거나 그 반대로 변환하는 압전 효과를 통해 작동하는 일반적으로 사용되는 장치입니다.

마지막으로, 역 압전 효과가 무엇으로 구성되어 있는지 살펴보겠습니다. 물론 이름에서 그 의미를 이미 짐작하셨을 것입니다. 😉

물리학에서 역압전 효과는 전기 전압을 기계적 응력으로 변환하는 것으로 구성됩니다. 즉, 역압전효과는 압전효과와 반대되는 물리적 현상이다.

예를 들어, 헤드폰은 역압전 효과를 사용하여 전기 신호를 기계적 변형으로 변환한 다음 소리로 변환합니다.

이는 압전 효과가 가역적이라는 것을 의미하며, 압전 재료에 더 이상 전압을 가하지 않으면 원래의 모양으로 돌아갑니다.