Bu makale fizikte piezoelektrik etkinin ne olduğunu açıklamaktadır. Bu nedenle piezoelektrik etkinin anlamını, piezoelektrik malzemelerin ne olduğunu ve bu fiziksel olgunun uygulamalarının neler olduğunu keşfedeceksiniz.
Piezoelektrik etki nedir?
Piezoelektrik etki, piezoelektrik malzemeler adı verilen belirli malzemelerde ortaya çıkan fiziksel bir olgudur. Piezoelektrik etki, bir malzemeye voltaj uygulanarak bir elektrik yükü üretilmesini içerir.
Başka bir deyişle, piezoelektrik etki, belirli belirli malzemelerde mekanik strese maruz kaldıklarında meydana gelen, malzeme daha sonra elektriksel bir polarizasyon elde eden ve bir elektrik potansiyel farkı ortaya çıkan bir olgudur.
Piezoelektrik etki, 1880 yılında Pierre Curie ve Jacques Curie kardeşler tarafından piezoelektrik bir malzeme olan kuvarsın sıkıştırılması üzerinde çalışırken keşfedildi.
Yani piezoelektriklik , piezoelektrik etkinin meydana geldiği malzemelerin yani piezoelektrik malzemelerin sahip olduğu fiziksel özelliktir.
Kısacası piezoelektrik malzemeler mekanik stresi elektriğe dönüştürebilir. Bu nedenle piezoelektrik çok faydalıdır çünkü mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Aşağıda piezoelektrik malzemelerin uygulamalarını detaylı olarak göreceğiz.
Piezoelektrik malzemeler
Piezoelektrik malzemeler, piezoelektrik etkinin oluştuğu malzemelerdir, yani piezoelektrik malzemeler, mekanik bir gerilimi elektrik yüküne dönüştürebilen malzemelerdir.
Piezoelektrik malzemeler iki tipe ayrılabilir:
- Doğal piezoelektrik malzemeler : Bunlar doğal olarak piezoelektriklik sergileyen ve dolayısıyla herhangi bir değişiklik gerektirmeyen malzemelerdir. Bunlar arasında kuvars, Rochelle tuzu ve turmalin öne çıkıyor.
- Ferroelektrik piezoelektrik malzemeler : piezoelektrik özellikler elde etmek için polarizasyon işlemine tabi tutulması gereken malzemelerdir. Örneğin lityum nitrat, berlinit veya lityum tantalat.
Son yıllarda yeni, çevre açısından daha güvenli piezoelektrik malzemelerin geliştirilmesinin teşvik edildiğini belirtmekte fayda var, çünkü piezoelektrik çok faydalı bir fiziksel özelliktir.
Piezoelektrik etkinin uygulamaları
Piezoelektrik etkinin tanımını ve en yaygın piezoelektrik malzemeleri gördükten sonra bu bölümde bu fiziksel olgunun kullanımını tartışacağız.
- Elektrikli çakmaklar piezoelektrik etkinin günlük bir uygulamasıdır. Bu cihazlar şiddetli bir darbeyi kıvılcıma dönüştüren piezoelektrik kristalli bir mekanizmaya sahiptir.
- Benzer şekilde, birçok elektronik sensör piezoelektrik etkiye dayanmaktadır. Böylece sensör, bir titreşimi diğer elektrikli cihazları etkinleştirebilecek bir elektriksel darbeye dönüştürür.
- Piezoelektrik etkinin mühendislik alanında birçok uygulaması vardır. Örneğin enjeksiyon kalıplama ile malzeme üretiminde piezoelektrik etkinin yanı sıra havacılık ve uzay bilimi sektörlerinde de kullanılmaktadır.
- Piezoelektrik motorların çalışması da piezoelektrik etkiye dayanmaktadır, ancak bu durumda ters piezoelektrik etkiyi kullanırlar (aşağıda açıklanmıştır). Bu tip motorlar elektriksel bir darbe alır ve onu piezoelektrik kullanarak harekete dönüştürür.
- Piezoelektrik etki tıpta da kullanılmaktadır. Daha spesifik olarak, sağlık sorunlarını teşhis etmek için kullanılan birçok cihazın çalışması, ultrason taramalarını gerçekleştirmek için kullanılan cihaz gibi, bu fiziksel olayla ilgilidir.
- Mikrofonlar, hoparlörler ve kulaklıklar, ses titreşimlerini elektrik dalgalarına veya tam tersini dönüştürdükleri için piezoelektrik etkiyle çalışan yaygın olarak kullanılan cihazlardır.
Ters piezoelektrik etki
Son olarak, ters piezoelektrik etkinin nelerden oluştuğunu göreceğiz, ancak isminin anlamını zaten tahmin etmişsinizdir. 😉
Fizikte ters piezoelektrik etki , elektrik voltajının mekanik strese dönüştürülmesinden oluşur. Başka bir deyişle ters piezoelektrik etki, piezoelektrik etkinin tersi olan fiziksel bir olgudur.
Örneğin kulaklıklar, bir elektrik sinyalini mekanik deformasyona dönüştürmek ve daha sonra sese dönüştürmek için ters piezoelektrik etkiyi kullanır.
Bu, piezoelektrik etkinin tersine çevrilebilir olduğu anlamına gelir; böylece bir piezoelektrik malzemeye artık bir elektrik voltajı uygulanmazsa orijinal şekline geri döner.