Piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngahasilkeun listrik nalika ngalaman setrés mékanis sareng sabalikna. Kecap asalna tina basa Yunani piezo hartina tekanan, jeung listrik. Ieu mimiti kapanggih dina 1880, tapi konsep geus dipikawanoh pikeun lila.
Conto piezoelektrik anu paling dipikanyaho nyaéta quartz, tapi seueur bahan sanésna ogé nunjukkeun fenomena ieu. Pamakéan piezoelektrik anu paling umum nyaéta produksi ultrasound.
Dina tulisan ieu, kuring bakal ngabahas naon piezoelektrik, kumaha jalanna, sareng sababaraha aplikasi praktis tina fenomena anu luar biasa ieu.
Naon piezoelektrik?
Piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngahasilkeun muatan listrik pikeun ngaréspon stres mékanis anu diterapkeun. Ieu mangrupakeun interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung listrik dina bahan kristalin kalawan simétri inversion. Bahan piezoelektrik tiasa dianggo pikeun ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, generator jam, alat éléktronik, kasaimbangan mikro, nozzles ultrasonik drive, sareng rakitan optik fokus ultrafine.
Bahan piezoelektrik kalebet kristal, keramik anu tangtu, materi biologis sapertos tulang sareng DNA, sareng protéin. Nalika gaya diterapkeun kana bahan piezoelektrik, éta ngahasilkeun muatan listrik. muatan ieu lajeng bisa dipaké pikeun kakuatan alat atawa nyieun tegangan a.
Bahan piezoelektrik dianggo dina rupa-rupa aplikasi, kalebet:
• Produksi jeung deteksi sora
• percetakan inkjet Piezoelektrik
• Generasi listrik tegangan luhur
• Generators jam
• alat éléktronik
• kasaimbangan mikro
• Ngadorong nozzles ultrasonic
• Ultrafine fokus rakitan optik
• Dipiketan pikeun gitar amplified éléktronik
• micu pikeun drum éléktronik modern
• Produksi sparks pikeun ngahurungkeun gas
• alat masak jeung pemanasan
• Obor jeung korek api.
Naon sajarah piezoelektrik?
Piezoelektrik kapanggih dina 1880 ku fisikawan Perancis Jacques jeung Pierre Curie. Ieu muatan listrik nu accumulates dina bahan padet tangtu, kayaning kristal, keramik jeung zat biologis, salaku respon kana stress mékanis dilarapkeun. Kecap 'piezoelectricity' asalna tina kecap Yunani 'piezein', hartina 'squeeze' atawa 'pencét', sarta 'éléktron', hartina 'amber', sumber muatan listrik kuna.
Pangaruh piezoelektrik hasil tina interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung éléktrik tina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Éta mangrupikeun prosés anu tiasa dibalikkeun, hartosna bahan anu nunjukkeun piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik anu sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis hasil tina médan listrik anu diterapkeun.
Pangaweruh gabungan Curies ngeunaan pyroelectricity sareng pamahaman struktur kristal anu aya dina dasarna nyababkeun prediksi pyroelectricity sareng kamampuan pikeun ngaduga paripolah kristal. Ieu nunjukkeun dina pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu sareng uyah Rochelle.
The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik. Salila sababaraha dasawarsa, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium dugi ka janten alat penting dina panemuan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie.
Piezoelectricity parantos dieksploitasi pikeun seueur aplikasi anu mangpaat, kalebet produksi sareng deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, generator jam sareng alat éléktronik, kasaimbangan mikro, nozzle ultrasonik drive, fokus ultrafine tina rakitan optik, sareng bentuk dasar scanning mikroskop usik pikeun ngabéréskeun gambar dina skala atom.
Piezoelektrik ogé mendakan kagunaan sapopoé, sapertos ngahasilkeun percikan api pikeun ngahurungkeun gas dina alat masak sareng pemanasan, obor, korek api, sareng pangaruh piroéléktrik, dimana hiji bahan ngahasilkeun poténsi listrik pikeun ngaréspon kana parobahan suhu.
Kamekaran sonar nalika Perang Dunya I ningali panggunaan kristal piezoelektrik anu dikembangkeun ku Bell Telephone Laboratories. Hal ieu ngamungkinkeun angkatan udara Sekutu pikeun kalibet dina serangan massal anu terkoordinasi nganggo radio penerbangan. Ngembangkeun alat piezoelektrik sareng bahan di Amérika Serikat ngajaga perusahaan dina pamekaran awal perang dina widang kapentingan, ngamankeun patén-patén anu nguntungkeun pikeun bahan énggal.
Jepang ningali aplikasi anyar sareng kamekaran industri piezoelektrik Amérika Serikat sareng gancang ngembangkeun sorangan. Aranjeunna babagi informasi gancang sarta dimekarkeun barium titanate sarta engké bahan zirconate titanate kalungguhan mibanda sipat husus pikeun aplikasi husus.
Piezoelektrik parantos jauh ti saprak kapanggihna taun 1880, sareng ayeuna dianggo dina rupa-rupa aplikasi sapopoé. Ogé geus dipaké pikeun nyieun kamajuan dina panalungtikan bahan, kayaning reflectometers domain waktos ultrasonik, nu ngirim hiji pulsa ultrasonic ngaliwatan bahan pikeun ngukur reflections na discontinuities pikeun manggihan flaws jero tuang logam jeung objék batu, ngaronjatkeun kaamanan struktural.
Kumaha Piezoelektrik Gawé
Dina bagian ieu, kuring bakal ngajalajah kumaha piezoelektrik jalan. Kuring bakal ningali akumulasi muatan listrik dina padet, interaksi éléktromékanis linier, sareng prosés anu tiasa dibalikkeun anu ngawangun fenomena ieu. Kuring ogé bakal ngabahas sajarah piezoelektrik sareng aplikasina.
Akumulasi Muatan Listrik dina Padet
Piezoelektrik nyaéta muatan listrik anu akumulasi dina bahan padet anu tangtu, sapertos kristal, keramik, sareng bahan biologis sapertos tulang sareng DNA. Éta mangrupikeun réspon kana setrés mékanis anu diterapkeun, sareng namina asalna tina kecap Yunani "piezein" (squeeze atanapi pencét) sareng "ēlektron" (amber).
Pangaruh piezoelektrik hasil tina interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung listrik dina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Ieu mangrupikeun prosés anu tiasa dibalikkeun, hartosna yén bahan anu nunjukkeun piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik sabalikna, dimana generasi internal galur mékanis hasil tina médan listrik anu diterapkeun. Conto bahan anu ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur kalebet kristal titanat zirconate timah.
Fisikawan Perancis Pierre sareng Jacques Curie mendakan piezoelektrik dina 1880. Ti saprak éta dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi anu mangpaat, kalebet produksi sareng deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, generator jam, sareng alat éléktronik sapertos kasaimbangan mikro. tur ngajalankeun nozzles ultrasonic pikeun ultrafine fokus tina rakitan optik. Ogé ngabentuk dasar scanning mikroskop usik, nu bisa ngabéréskeun gambar dina skala atom. Piezoelectricity ogé dipaké dina pickups pikeun gitar amplified éléktronik, sarta micu pikeun drum éléktronik modern.
Piezoelektrik manggih kagunaan sapopoé dina ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas, dina alat masak sareng pemanasan, obor, korek api, sareng éfék piroéléktrik, dimana hiji bahan ngahasilkeun poténsi listrik pikeun ngaréspon kana parobahan suhu. Ieu ditalungtik ku Carl Linnaeus jeung Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagambar pangaweruh ti René Haüy jeung Antoine César Becquerel, anu posited hubungan antara stress mékanis jeung muatan listrik. Percobaan kabuktian teu ngayakinkeun.
Panempoan kristal piezo dina kompensator Curie di Museum Hunterian di Skotlandia mangrupikeun demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung. Duduluran Pierre sareng Jacques Curie ngagabungkeun pangaweruh ngeunaan pyroelectricity sareng pamahaman struktur kristal anu aya, anu nyababkeun prediksi pyroelectricity. Aranjeunna tiasa ngaduga paripolah kristal sareng nunjukkeun pangaruh dina kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa ogé nunjukkeun piezoelektrik. Disk piezoelektrik ngahasilkeun tegangan nalika cacad, sareng parobihan bentukna digedékeun pisan dina démo Curies.
Aranjeunna tiasa ngaduga pangaruh piezoelektrik sabalikna, sareng pangaruh sabalikna sacara matematis disimpulkeun ku Jibril Lippmann di 1881. The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep elektro-elasto- deformasi mékanis dina kristal piezoelektrik.
Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium, tapi éta mangrupikeun alat anu penting pikeun mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah jeung nangtukeun struktur kristal nu némbongkeun piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal), nu ngajelaskeun kelas kristal alam sanggup piezoelektrik sarta rigorously nangtukeun konstanta piezoelektrik ngaliwatan analisis tensor. Ieu mangrupikeun aplikasi praktis alat piezoelektrik, sareng sonar dikembangkeun nalika Perang Dunya I. Di Perancis, Paul Langevin sareng batur-baturna ngembangkeun detektor kapal selam ultrasonik.
detektor diwangun ku a transduser dijieunna tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, sarta hydrophone pikeun ngadeteksi gema balik. Ku emitting a tinggi prekuensi pulsa ti transduser jeung ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing kaluar hiji obyék, maranéhanana éta bisa ngitung jarak ka objék. Aranjeunna nganggo piezoelektrik pikeun ngajantenkeun sonar suksés, sareng proyék éta nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat dina alat piezoelektrik. Salila sababaraha dekade, bahan piezoelektrik anyar sareng aplikasi anyar pikeun bahan digali sareng dikembangkeun, sareng alat piezoelektrik mendakan bumi dina sababaraha widang. Cartridge phonograph keramik nyederhanakeun desain pamuter sareng didamel pikeun pamaén rékaman anu murah sareng akurat anu langkung mirah pikeun ngajaga sareng langkung gampang ngawangun.
Ngembangkeun transduser ultrasonik ngamungkinkeun pikeun pangukuran gampang viskositas sareng élastisitas cairan sareng padet, nyababkeun kamajuan anu ageung dina panalungtikan bahan.
Interaksi éléktromékanis linier
Piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngahasilkeun muatan listrik nalika ngalaman setrés mékanis. Kecap ieu diturunkeun tina kecap Yunani πιέζειν (piezein) hartina "meres atawa pencét" jeung ἤλεκτρον (ēlektron) hartina "amber", nu mangrupa sumber muatan listrik kuna.
Piezoelektrik kapanggih dina 1880 ku fisikawan Perancis Jacques jeung Pierre Curie. Hal ieu dumasar kana interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung éléktrik tina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Épék ieu tiasa dibalikkeun, hartosna yén bahan anu nunjukkeun piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik anu sabalikna, dimana generasi internal galur mékanis hasil tina médan listrik anu diterapkeun. Conto bahan anu ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika cacad tina struktur statikna kalebet kristal zirconate titanate timah. Sabalikna, kristal bisa ngarobah diménsi statik maranéhna nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, nu katelah éfék piezoelektrik tibalik sarta dipaké dina produksi gelombang ultrasound.
Piezoelektrik parantos dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi anu mangpaat, sapertos:
• Produksi jeung deteksi sora
• percetakan inkjet Piezoelektrik
• Generasi listrik tegangan luhur
• jam generator
• alat éléktronik
• kasaimbangan mikro
• Ngadorong nozzles ultrasonic
• Ultrafine fokus rakitan optik
• Ngabentuk dasar scanning mikroskop usik pikeun ngabéréskeun gambar dina skala atom
• Pickups dina gitar amplified éléktronik
• micu dina drum éléktronik modern
• Ngahasilkeun sparks pikeun ngahurungkeun gas dina alat masak jeung pemanasan
• Obor jeung korek api
Piezoelektrik ogé mendakan kagunaan sapopoé dina éfék pyroelectric, nyaéta bahan anu ngahasilkeun poténsi listrik pikeun ngaréspon kana parobahan suhu. Ieu ditalungtik ku Carl Linnaeus jeung Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagambar pangaweruh ti René Haüy jeung Antoine César Becquerel, anu posited hubungan antara stress mékanis jeung muatan listrik. Sanajan kitu, percobaan kabuktian teu ngayakinkeun.
Ningali kristal piezo dina kompensator Curie di Museum Hunterian di Skotlandia mangrupikeun demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung. Karya duduluran Pierre sareng Jacques Curie anu ngajajah sareng netepkeun struktur kristal anu nunjukkeun piezoelektrik, anu puncakna dina publikasi Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal). Ieu ngajelaskeun kelas kristal alami anu sanggup piezoelektrik sareng sacara ketat netepkeun konstanta piezoelektrik ngaliwatan analisa tensor, ngarah kana aplikasi praktis alat piezoelektrik.
Sonar dikembangkeun nalika Perang Dunya I, nalika Paul Langevin Perancis sareng batur-baturna ngembangkeun detektor kapal selam ultrasonik. detektor ieu diwangun ku hiji transduser dijieunna tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, sarta hydrophone pikeun ngadeteksi gema balik sanggeus emitting pulsa frékuénsi luhur ti transduser nu. Ku ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing kaluar hiji obyék, maranéhna bisa ngitung jarak objék, ngagunakeun piezoelektrik. Kasuksésan proyék ieu nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat dina alat piezoelektrik salami sababaraha dekade, kalayan bahan piezoelektrik énggal sareng aplikasi énggal pikeun bahan ieu digali sareng dikembangkeun. Alat piezoelektrik kapanggih imah di loba widang, kayaning cartridges phonograph keramik, nu disederhanakeun desain pamuter tur dijieun pikeun pamaén rékaman langkung mirah tur leuwih akurat, sarta langkung mirah tur gampang pikeun ngawangun jeung ngajaga.
Ngembangkeun transduser ultrasonik ngamungkinkeun pikeun pangukuran gampang tina viskositas sareng élastisitas cairan sareng padet, nyababkeun kamajuan anu ageung dina panalungtikan bahan. Reflectometers domain waktos ultrasonik ngirimkeun pulsa ultrasonik kana bahan sareng ngukur pantulan sareng diskontinuitas pikeun mendakan cacad di jero tuang logam sareng objék batu, ningkatkeun kaamanan struktural. Handap Perang Dunya II, grup panalungtikan bebas di Amérika Serikat, Rusia, jeung Jepang manggihan kelas anyar bahan sintétik disebut ferroelectrics, nu exhibited konstanta piezoelektrik sababaraha kali leuwih luhur ti bahan alam. Ieu ngakibatkeun panalungtikan sengit pikeun ngembangkeun barium titanate, sarta engké lead zirconate titanate, bahan mibanda sipat husus pikeun aplikasi husus.
Conto signifikan tina pamakean kristal piezoelektrik dikembangkeun ku Bell Telephone Laboratories saatos Perang Dunya II. Frederick R. Kurangna, digawé di jurusan rékayasa radio telephony,
Prosés malik
Piezoelektrik mangrupikeun muatan listrik anu akumulasi dina bahan padet anu tangtu, sapertos kristal, keramik, sareng bahan biologis sapertos tulang sareng DNA. Éta mangrupikeun réspon bahan-bahan ieu kana tegangan mékanis anu diterapkeun. Kecap 'piezoelectricity' asalna tina kecap Yunani 'piezein' hartina 'squeeze' atawa 'pencét' jeung 'ēlektron' hartina 'amber', sumber kuna muatan listrik.
Pangaruh piezoelektrik hasil tina interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung éléktrik tina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Éta mangrupikeun prosés anu tiasa dibalikkeun, hartosna bahan anu nunjukkeun piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik anu sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis hasil tina médan listrik anu diterapkeun. Conto bahan anu ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur kalebet kristal titanat zirconate timah. Nalika struktur statik kristal ieu cacad, maranéhna balik deui ka dimensi aslina, sarta sabalikna, nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, aranjeunna ngarobah dimensi statik maranéhanana, ngahasilkeun gelombang ultrasound.
Fisikawan Perancis Jacques sareng Pierre Curie mendakan piezoelektrik dina 1880. Ti saprak éta dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi anu mangpaat, kalebet produksi sareng deteksi sora, percetakan inkjet piezoelectric, ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, generator jam, alat éléktronik, kasaimbangan mikro, ngajalankeun nozzles ultrasonic, sarta ultrafine fokus rakitan optik. Éta ogé janten dasar pikeun nyeken mikroskop usik, anu tiasa ngabéréskeun gambar dina skala atom. Piezoelectricity ogé dipaké dina pickups pikeun gitar amplified éléktronik jeung micu pikeun drum éléktronik modern.
Piezoelektrik ogé mendakan kagunaan sapopoé, sapertos ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas dina alat masak sareng pemanasan, obor, korek api, sareng seueur deui. Pangaruh pyroelectric, dimana bahan ngahasilkeun poténsi listrik salaku respon kana parobahan suhu, diulik ku Carl Linnaeus, Franz Aepinus, jeung René Haüy dina pertengahan abad ka-18, ngagambar pangaweruh ngeunaan amber. Antoine César Becquerel posited hubungan antara stress mékanis jeung muatan listrik, tapi percobaan kabuktian inconclusive.
Datang ka Museum Hunterian di Glasgow tiasa ningali Piezo Crystal Curie Compensator, demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung ku duduluran Pierre sareng Jacques Curie. Ngagabungkeun pangaweruh maranéhna ngeunaan pyroelectricity jeung pamahaman struktur kristal kaayaan masihan naékna prediksi pyroelectricity sarta kamampuhan pikeun ngaduga kabiasaan kristal. Ieu nunjukkeun ku pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium sareng kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa ogé nunjukkeun piezoelektrik, sareng piringan piezoelektrik dianggo pikeun ngahasilkeun tegangan nalika cacad. Parobahan bentuk ieu digedekeun pisan ku Curies pikeun ngaduga pangaruh piezoelektrik sabalikna. Pangaruh sabalikna sacara matematis disimpulkeun tina prinsip térmodinamik dasar ku Gabriel Lippmann dina 1881.
The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik. Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium, tapi éta mangrupikeun alat anu penting pikeun mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah jeung nangtukeun struktur kristal nu exhibited piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal). Ieu ngajelaskeun kelas kristal alami anu sanggup piezoelektrik sareng sacara ketat netepkeun konstanta piezoelektrik nganggo analisis tensor.
Aplikasi praktis alat piezoelektrik, sapertos sonar, dikembangkeun nalika Perang Dunya I. Di Perancis, Paul Langevin sareng batur-baturna ngembangkeun detektor kapal selam ultrasonik. detektor ieu diwangun ku transduser dijieunna tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, sarta hydrophone pikeun ngadeteksi gema balik. Ku ngaluarkeun pulsa frékuénsi luhur ti transduser jeung ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing kaluar hiji obyék, maranéhanana bisa ngitung jarak obyék. Aranjeunna nganggo piezoelektrik pikeun ngajantenkeun sonar ieu suksés. Proyék ieu nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat dina alat piezoelektrik, sareng salami sababaraha dekade bahan piezoelektrik énggal sareng aplikasi énggal pikeun bahan ieu digali sareng dikembangkeun. Alat piezoelektrik
Naon anu jadi sabab Piezoelektrik?
Dina bagian ieu, kuring bakal ngajalajah asal-usul piezoelektrik sareng rupa-rupa bahan anu nunjukkeun fenomena ieu. Kuring bakal ningali kecap Yunani 'piezein', sumber muatan listrik kuno, sareng pangaruh pyroelectricity. Kuring ogé bakal ngabahas pamanggihan Pierre sareng Jacques Curie sareng pamekaran alat piezoelektrik dina abad ka-20.
Kecap Yunani Piezein
Piezoelektrik nyaéta akumulasi muatan listrik dina bahan padet anu tangtu, sapertos kristal, keramik, sareng bahan biologis sapertos tulang sareng DNA. Hal ieu disababkeun ku réspon bahan ieu kana tekanan mékanis anu diterapkeun. Kecap piezoelectricity asalna tina kecap Yunani "piezein", hartina "pikeun squeeze atawa pencét", jeung "ēlektron", hartina "amber", sumber kuna muatan listrik.
Pangaruh piezoelektrik hasil tina interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung éléktrik tina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Ieu mangrupikeun prosés anu tiasa dibalikkeun, hartosna yén bahan anu nunjukkeun piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik anu sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis akibat tina médan listrik anu diterapkeun. Salaku conto, kristal titanate zirconate timah ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, kristal bisa ngarobah diménsi statik maranéhna nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, nu katelah éfék piezoelektrik tibalik sarta produksi gelombang ultrasound.
Fisikawan Perancis Jacques sareng Pierre Curie mendakan piezoelektrik dina 1880. Pangaruh piezoelektrik parantos dieksploitasi pikeun seueur aplikasi anu mangpaat, kalebet produksi sareng deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, generator jam, sareng alat éléktronik sapertos kasaimbangan mikro. , ngajalankeun nozzles ultrasonic, sarta ultrafine fokus rakitan optik. Ogé ngabentuk dasar scanning mikroskop usik, nu bisa ngabéréskeun gambar dina skala atom. Piezoelectricity ogé dipaké dina pickups pikeun gitar amplified éléktronik jeung micu pikeun drum éléktronik modern.
Piezoelektrik mendakan kagunaan sapopoé, sapertos ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas dina alat masak sareng pemanasan, obor, korek api, sareng seueur deui. Pangaruh pyroelectric, anu mangrupikeun generasi poténsi listrik pikeun ngaréspon kana parobihan suhu, diulik ku Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagambar pangaweruh ngeunaan René Haüy sareng Antoine César Becquerel, anu nunjukkeun hubungan antara tegangan mékanis jeung muatan listrik. Percobaan kabuktian teu ngayakinkeun.
Di musium di Skotlandia, sémah tiasa ningali piezo crystal Curie compensator, demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung ku duduluran Pierre sareng Jacques Curie. Ngagabungkeun pangaweruh maranéhna ngeunaan pyroelectricity sareng pamahaman struktur kristal anu aya dina dasarna nyababkeun prediksi pyroelectricity sareng kamampuan pikeun ngaduga paripolah kristal. Ieu dibuktikeun ku pangaruh kristal kawas tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, jeung uyah Rochelle. Natrium kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa tina uyah Rochelle nunjukkeun piezoelektrik, sareng piringan piezoelektrik ngahasilkeun tegangan nalika cacad. Parobahan bentuk ieu digedekeun pisan dina demonstrasi Curies.
The Curies nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik. Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium dugi ka janten alat anu penting dina mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah jeung nangtukeun struktur kristal nu exhibited piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal). Ieu ngajelaskeun kelas kristal alami anu sanggup piezoelektrik sareng sacara ketat netepkeun konstanta piezoelektrik ngaliwatan analisis tensor.
aplikasi praktis piezoelectricity ieu ngarah ka ngembangkeun sonar salila Perang Dunya I. Di Perancis, Paul Langevin jeung coworkers na ngembangkeun hiji detektor kapal selam ultrasonic. Detektor diwangun ku hiji transduser dijieunna tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, disebut hydrophone a, pikeun ngadeteksi gema balik sanggeus emitting pulsa frékuénsi luhur. Transduser ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing off obyék pikeun ngitung jarak obyék. Pamakéan piezoelektrik dina sonar suksés, sareng proyék éta nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat dina alat piezoelektrik salami sababaraha dekade.
Bahan piezoelektrik anyar sareng aplikasi anyar pikeun bahan ieu digali sareng dikembangkeun, sareng alat piezoelektrik mendakan bumi dina seueur widang, sapertos kartrid phonograph keramik, anu nyederhanakeun desain pamuter sareng didamel pikeun pamaén rékaman anu langkung mirah, langkung akurat anu langkung mirah pikeun ngajaga sareng langkung gampang. ngawangun. Kamekaran
Sumber Purba Muatan Listrik
Piezoelektrik nyaéta muatan listrik anu akumulasi dina bahan padet anu tangtu, sapertos kristal, keramik, sareng bahan biologis sapertos tulang sareng DNA. Hal ieu disababkeun ku réspon bahan kana tegangan mékanis anu diterapkeun. Kecap 'piezoelectricity' asalna tina kecap Yunani 'piezein', nu hartina 'pikeun squeeze atawa pencét', sarta kecap 'éléktron', nu hartina 'amber', sumber kuna muatan listrik.
Pangaruh piezoelektrik hasil tina interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung éléktrik tina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Ieu mangrupikeun prosés anu tiasa dibalikkeun, hartosna yén bahan anu nunjukkeun piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik anu sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis akibat tina médan listrik anu diterapkeun. Salaku conto, kristal titanate zirconate timah ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, kristal ngarobah dimensi statik maranéhanana dina pangaruh piezoelektrik tibalik, ngahasilkeun gelombang ultrasound.
Pangaruh piezoelektrik kapanggih dina 1880 ku fisikawan Perancis Jacques jeung Pierre Curie. Hal ieu dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi mangpaat, kaasup produksi jeung deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, generasi listrik tegangan tinggi, generator jam, jeung alat éléktronik kawas microbalances sarta drive nozzles ultrasonik pikeun ultrafine fokus tina rakitan optik. Éta ogé janten dasar pikeun nyeken mikroskop usik, anu dianggo pikeun ngabéréskeun gambar dina skala atom. Piezoelectricity ogé dipaké dina pickups pikeun gitar amplified éléktronik jeung micu pikeun drum éléktronik modern.
Piezoelektrik mendakan kagunaan sapopoé dina ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas dina alat masak sareng pemanasan, obor, korek api, sareng seueur deui. Pangaruh pyroelectric, nyaéta produksi poténsi listrik pikeun ngaréspon parobahan suhu, ditalungtik ku Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagambar kana pangaweruh René Haüy sareng Antoine César Becquerel anu nunjukkeun hubungan antara mékanis. tegangan jeung muatan listrik. Sanajan kitu, percobaan maranéhanana kabukti inconclusive.
Panempoan kristal piezo sareng kompensator Curie di Museum Hunterian di Skotlandia nunjukkeun pangaruh piezoelektrik langsung. Karya duduluran Pierre sareng Jacques Curie anu ngajajah sareng netepkeun struktur kristal anu nunjukkeun piezoelektrik, anu puncakna dina publikasi Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal). Ieu ngajelaskeun kelas kristal alami anu sanggup piezoelektrik sareng sacara ketat netepkeun konstanta piezoelektrik ngaliwatan analisa tensor, ngamungkinkeun pikeun aplikasi praktis alat piezoelektrik.
Sonar dikembangkeun nalika Perang Dunya I ku Paul Langevin Perancis sareng batur-baturna, anu ngembangkeun detektor kapal selam ultrasonik. detektor diwangun ku transduser dijieunna tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, sarta hydrophone pikeun ngadeteksi gema balik. Ku ngaluarkeun pulsa frékuénsi luhur ti transduser jeung ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing kaluar hiji obyék, maranéhanana bisa ngitung jarak ka objék. Aranjeunna nganggo piezoelektrik pikeun ngajantenkeun sonar ieu suksés. Proyék nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat dina alat piezoelektrik salami sababaraha dekade.
Pyroelectricity
Piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngumpulkeun muatan listrik pikeun ngaréspon stres mékanis anu diterapkeun. Ieu mangrupikeun interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis sareng listrik tina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Kecap "piezoelectricity" diturunkeun tina kecap Yunani "piezein", nu hartina "pikeun squeeze atawa pencét", jeung kecap Yunani "ēlektron", nu hartina "amber", sumber kuna muatan listrik.
Pangaruh piezoelektrik kapanggih ku fisikawan Perancis Jacques jeung Pierre Curie di 1880. Ieu prosés malik, hartina bahan némbongkeun éfék piezoelektrik ogé némbongkeun éfék piezoelektrik sabalikna, nu mangrupakeun generasi internal galur mékanis hasilna tina médan listrik dilarapkeun. Conto bahan anu ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur kalebet kristal titanat zirconate timah. Nalika struktur statik cacad, éta balik deui ka dimensi aslina. Sabalikna, nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, pangaruh piezoelektrik tibalik dihasilkeun, hasilna produksi gelombang ultrasound.
Pangaruh piezoelektrik dieksploitasi pikeun seueur aplikasi anu kapaké, kalebet produksi sareng deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, generator jam, sareng alat éléktronik sapertos kasaimbangan mikro, nozzle ultrasonik drive, sareng rakitan optik fokus ultrafine. Éta ogé jadi dadasar pikeun scanning mikroskop usik, nu dipaké pikeun ngabéréskeun gambar dina skala atom. Piezoelectricity ogé dipaké dina pickups pikeun gitar amplified éléktronik, sarta micu pikeun drum éléktronik modern.
Piezoelektrik mendakan kagunaan sapopoé, sapertos ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas dina alat masak sareng pemanasan, obor, korek api, sareng seueur deui. Pangaruh pyroelectric, nyaéta produksi poténsi listrik pikeun ngaréspon kana parobihan suhu, diulik ku Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagambar pangaweruh ngeunaan René Haüy sareng Antoine César Becquerel, anu parantos nunjukkeun hubungan. antara tegangan mékanis jeung muatan listrik. Sanajan kitu, percobaan kabuktian teu ngayakinkeun.
Panempoan kristal piezo di Curie Compensator Museum di Skotlandia mangrupikeun demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung. Duduluran Pierre sareng Jacques Curie ngagabungkeun pangaweruh ngeunaan pyroelectricity sareng pamahaman ngeunaan struktur kristal anu aya dina dasarna pikeun masihan pamahaman pyroelectricity sareng ngaduga paripolah kristal. Ieu nunjukkeun dina pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa kapanggih nunjukkeun piezoelektrik, sareng piringan piezoelektrik dianggo pikeun ngahasilkeun tegangan nalika cacad. Ieu greatly exaggerated ku Curies keur prediksi efek piezoelektrik sabalikna. Pangaruh sabalikna sacara matematis disimpulkeun ku prinsip térmodinamik dasar ku Gabriel Lippmann dina 1881.
The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik. Dina dekade saterusna, piezoelektrik tetep panasaran laboratorium nepika jadi alat vital dina kapanggihna polonium jeung radium ku Pierre jeung Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah jeung nangtukeun struktur kristal nu exhibited piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal).
Pangwangunan sonar suksés, sareng proyék éta nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat dina alat piezoelektrik. Dina dekade saterusna, bahan piezoelektrik anyar jeung aplikasi anyar pikeun bahan ieu digali tur dimekarkeun. Alat piezoelektrik kapanggih imah di loba widang, kayaning cartridges phonograph keramik, nu disederhanakeun rarancang pamuter sarta dijieun pikeun langkung mirah, pamaén rékaman leuwih akurat éta langkung mirah pikeun ngajaga tur gampang ngawangun. Ngembangkeun transduser ultrasonik ngamungkinkeun pikeun pangukuran gampang viskositas sareng élastisitas cairan sareng padet, nyababkeun kamajuan anu ageung dina panalungtikan bahan. Reflectometers domain waktos ultrasonik ngirimkeun pulsa ultrasonik kana bahan sareng ngukur pantulan sareng diskontinuitas pikeun mendakan cacad di jero tuang logam sareng objék batu, ningkatkeun kaamanan struktural.
Saatos Perang Dunya II, kelompok panaliti mandiri di Amérika Serikat, Rusia, sareng Jepang mendakan kelas anyar bahan sintétik anu disebut ferroelectrics, anu nunjukkeun konstanta piezoelektrik anu
Bahan Piezoelektrik
Dina bagian ieu, kuring bakal ngabahas bahan anu nunjukkeun pangaruh piezoelektrik, nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngumpulkeun muatan listrik pikeun ngaréspon stres mékanis anu diterapkeun. Kuring bakal ningali kristal, keramik, materi biologis, tulang, DNA sareng protéin, sareng kumaha aranjeunna sadayana ngabales pangaruh piezoelektrik.
kristal
Piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngumpulkeun muatan listrik pikeun ngaréspon stres mékanis anu diterapkeun. Kecap piezoelectricity asalna tina kecap Yunani πιέζειν (piezein) hartina 'squeeze' atawa 'pencét' jeung ἤλεκτρον (ēlektron) hartina 'amber', sumber kuna muatan listrik. Bahan piezoelektrik kalebet kristal, keramik, materi biologis, tulang, DNA, sareng protéin.
Piezoelektrik nyaéta interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung listrik dina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Éfék ieu bisa dibalikkeun, hartina bahan anu némbongkeun piezoelektrik ogé némbongkeun éfék piezoelektrik sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis anu dihasilkeun tina médan listrik anu diterapkeun. Conto bahan anu ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur kalebet kristal titanat zirconate timah, anu tiasa cacad kana diménsi aslina atanapi sabalikna, ngarobih diménsi statik nalika aya médan listrik éksternal. Ieu katelah éfék piezoelektrik tibalik, sarta dipaké pikeun ngahasilkeun gelombang ultrasound.
Fisikawan Perancis Jacques sareng Pierre Curie mendakan piezoelektrik dina 1880. Pangaruh piezoelektrik parantos dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi anu mangpaat, kalebet produksi sareng deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, generator jam, sareng alat éléktronik sapertos kitu. sakumaha microbalances, drive nozzles ultrasonic, sarta ultrafine fokus rakitan optik. Éta ogé janten dasar pikeun nyeken mikroskop usik, anu dianggo pikeun ngabéréskeun gambar dina skala atom. Pickups piezoelektrik ogé dipaké dina gitar amplified éléktronik jeung pemicu dina drum éléktronik modern.
Piezoelektrik manggih kagunaan sapopoé dina ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas dina alat masak sareng pemanasan, ogé dina obor sareng korek api. Pangaruh pyroelectric, nyaéta generasi poténsi listrik pikeun ngaréspon kana parobahan suhu, diulik ku Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagambar pangaweruh ti René Haüy sareng Antoine César Becquerel, anu nunjukkeun hubungan antara mékanis. tegangan jeung muatan listrik. Ékspérimén pikeun ngabuktikeun téori ieu henteu ngayakinkeun.
Panempoan kristal piezo dina kompensator Curie di Museum Hunterian di Skotlandia mangrupikeun demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung. Duduluran Pierre sareng Jacques Curie ngagabungkeun pangaweruh ngeunaan pyroelectricity sareng pamahaman struktur kristal anu aya dina dasarna pikeun ngaduga prediksi pyroelectricity. Aranjeunna tiasa ngaduga paripolah kristal sareng nunjukkeun pangaruh dina kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa ogé nunjukkeun piezoelektrik. Disk piezoelektrik ngahasilkeun tegangan nalika cacad; parobahan dina bentuk ieu greatly exaggerated dina démo Curies '.
Éta ogé bisa ngaduga pangaruh piezoelektrik sabalikna sarta matematis deduce prinsip termodinamika dasar tukangeun eta. Jibril Lippmann ngalakukeun ieu dina 1881. The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik.
Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium, tapi éta mangrupikeun alat anu penting pikeun mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah jeung nangtukeun struktur kristal nu némbongkeun piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal), nu ngajelaskeun kelas kristal alam sanggup piezoelektrik sarta rigorously nangtukeun konstanta piezoelektrik ngagunakeun analisis tensor.
Aplikasi praktis alat piezoelektrik dina sonar dikembangkeun nalika Perang Dunya I. Di Perancis, Paul Langevin sareng batur-baturna ngembangkeun detektor kapal selam ultrasonik. detektor ieu diwangun ku hiji transduser dijieunna tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, disebut hydrophone a, pikeun ngadeteksi gema balik sanggeus emitting pulsa frékuénsi luhur. Ku ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing off hiji obyék, maranéhanana bisa ngitung jarak ka objék. Pamakéan piezoelektrik dina sonar ieu suksés, sareng proyék éta nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat dina alat piezoelektrik salami sababaraha dekade.
keramik
Bahan piezoelektrik nyaéta padet anu ngumpulkeun muatan listrik pikeun ngaréspon kana setrés mékanis anu diterapkeun. Piezoelectricity asalna tina kecap Yunani πιέζειν (piezein) hartina 'squeeze' atawa 'pencét' jeung ἤλεκτρον (ēlektron) hartina 'amber', sumber kuna muatan listrik. Bahan piezoelektrik dianggo dina rupa-rupa aplikasi, kalebet produksi sareng deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, sareng ngahasilkeun listrik tegangan tinggi.
Bahan piezoelektrik kapanggih dina kristal, keramik, materi biologis, tulang, DNA, jeung protéin. Keramik mangrupikeun bahan piezoelektrik anu paling umum dianggo dina aplikasi sapopoé. Keramik dijieun tina kombinasi oksida logam, kayaning lead zirconate titanate (PZT), nu dipanaskeun nepi ka suhu luhur pikeun ngabentuk padet. Keramik pisan awét sareng tiasa tahan suhu sareng tekanan anu ekstrim.
Keramik piezoelektrik ngagaduhan sababaraha kagunaan, kalebet:
• Ngahasilkeun percikan api pikeun ngahurungkeun gas pikeun alat masak sareng manaskeun, sapertos obor sareng korek api.
• Generating gelombang ultrasound pikeun Imaging médis.
• Generating listrik tegangan tinggi pikeun generator jam jeung alat éléktronik.
• Generating microbalances pikeun pamakéan dina precision timbangan.
• Nyetir nozzles ultrasonic pikeun ultrafine fokus tina rakitan optik.
• Ngabentuk dasar pikeun scanning mikroskop usik, nu bisa ngabéréskeun gambar dina skala atom.
• Pickups pikeun gitar amplified éléktronik jeung micu pikeun drum éléktronik modern.
Keramik piezoelektrik dianggo dina rupa-rupa aplikasi, ti éléktronika konsumen dugi ka pencitraan médis. Aranjeunna kacida awét sarta bisa tahan hawa ekstrim na tekenan, sahingga idéal pikeun pamakéan dina rupa-rupa industri.
Matéri Biologis
Piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngumpulkeun muatan listrik pikeun ngaréspon stres mékanis anu diterapkeun. Ieu asalna tina kecap Yunani 'piezein', hartina 'pikeun squeeze atawa pencét', sarta 'ēlektron', hartina 'amber', sumber kuna muatan listrik.
Bahan biologis sapertos tulang, DNA, sareng protéin mangrupikeun bahan anu nunjukkeun piezoelektrik. Éfék ieu bisa dibalikkeun, hartina bahan anu némbongkeun piezoelektrik ogé némbongkeun éfék piezoelektrik sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis anu dihasilkeun tina médan listrik anu diterapkeun. Conto bahan ieu kalebet kristal titanat zirconate timah, anu ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, kristal ngarobah dimensi statik maranéhanana, ngahasilkeun gelombang ultrasound ngaliwatan pangaruh piezoelektrik tibalik.
Kapanggihna piezoelektrik dijieun ku fisikawan Perancis Jacques jeung Pierre Curie dina 1880. Ti saprak éta geus dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi mangpaat, kayaning:
• Produksi jeung deteksi sora
• percetakan inkjet Piezoelektrik
• Generasi listrik tegangan luhur
• jam generator
• alat éléktronik
• kasaimbangan mikro
• Ngadorong nozzles ultrasonic
• Ultrafine fokus rakitan optik
• Ngabentuk dasar scanning mikroskop usik
• Ngabéréskeun gambar dina skala atom
• Pickups dina gitar amplified éléktronik
• micu dina drum éléktronik modern
Piezoelektrik ogé dianggo dina barang-barang sapopoé sapertos alat masak sareng pemanasan gas, obor, korek api, sareng seueur deui. Pangaruh pyroelectric, nyaéta produksi poténsi listrik pikeun ngaréspon parobahan suhu, ditalungtik ku Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18. Dumasar kana pangaweruh René Haüy sareng Antoine César Becquerel, aranjeunna nunjukkeun hubungan antara setrés mékanis sareng muatan listrik, tapi ékspériménna kabuktian teu ngayakinkeun.
Panempoan kristal piezo di Curie Compensator di Museum Hunterian di Skotlandia mangrupikeun demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung. Duduluran Pierre sareng Jacques Curie ngagabungkeun pangaweruh ngeunaan pyroelectricity sareng pamahaman ngeunaan struktur kristal anu aya dina dasarna pikeun ngahasilkeun prediksi pyroelectricity sareng ngaduga paripolah kristal. Ieu dibuktikeun ku pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium sareng kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa ogé nunjukkeun piezoelektrik, sareng piringan piezoelektrik dianggo pikeun ngahasilkeun tegangan nalika cacad. Pangaruh ieu digedekeun pisan ku Curies pikeun ngaduga pangaruh piezoelektrik sabalikna. Pangaruh sabalikna sacara matematis disimpulkeun tina prinsip térmodinamik dasar ku Gabriel Lippmann dina 1881.
The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik. Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium dugi ka janten alat anu penting dina mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah jeung nangtukeun struktur kristal nu exhibited piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang 'Lehrbuch der Kristallphysik' (Buku Teks Fisika Kristal).
tulang
Piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngumpulkeun muatan listrik pikeun ngaréspon stres mékanis anu diterapkeun. Tulang mangrupikeun salah sahiji bahan anu nunjukkeun fenomena ieu.
Tulang mangrupikeun jinis zat biologis anu diwangun ku protéin sareng mineral, kalebet kolagén, kalsium, sareng fosfor. Éta mangrupikeun piezoelektrik anu paling piezoelektrik tina sadaya bahan biologis, sareng sanggup ngahasilkeun tegangan nalika ngalaman setrés mékanis.
Pangaruh piezoelektrik dina tulang mangrupikeun hasil tina struktur unikna. Éta diwangun ku jaringan serat kolagén anu dipasang dina matriks mineral. Nalika tulang ngalaman stress mékanis, serat kolagén pindah, ngabalukarkeun mineral jadi polarized sarta ngahasilkeun muatan listrik.
Pangaruh piezoelektrik dina tulang ngagaduhan sababaraha aplikasi praktis. Hal ieu dipaké dina Imaging médis, kayaning ultrasound na X-ray Imaging, pikeun ngadeteksi fractures tulang jeung Abnormalitas lianna. Éta ogé dianggo dina alat bantu dédéngéan konduksi tulang, anu nganggo éfék piezoelektrik pikeun ngarobih gelombang sora janten sinyal listrik anu dikirim langsung ka ceuli batin.
Pangaruh piezoelektrik dina tulang ogé dianggo dina implan orthopedic, sapertos sendi jieunan sareng anggota awak prostétik. Implants ngagunakeun éfék piezoelektrik pikeun ngarobah énérgi mékanis kana énergi listrik, nu lajeng dipaké pikeun kakuatan alat.
Salaku tambahan, pangaruh piezoelektrik dina tulang nuju digali pikeun dianggo dina pamekaran pangobatan médis énggal. Contona, peneliti keur nalungtik pamakéan piezoelektrik pikeun merangsang tumuwuhna tulang jeung ngalereskeun jaringan ruksak.
Gemblengna, pangaruh piezoelektrik dina tulang mangrupikeun fenomena anu pikaresepeun sareng rupa-rupa aplikasi praktis. Hal ieu dipaké dina rupa-rupa aplikasi médis sarta téhnologis, sarta keur digali pikeun pamakéan dina ngembangkeun perlakuan anyar.
DNA
Piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngumpulkeun muatan listrik pikeun ngaréspon stres mékanis anu diterapkeun. DNA mangrupikeun salah sahiji bahan anu nunjukkeun pangaruh ieu. DNA mangrupa molekul biologis nu kapanggih dina sakabéh organisme hirup jeung diwangun ku opat basa nukléotida: adénin (A), guanina (G), sitosin (C), jeung timin (T).
DNA nyaéta molekul kompléks nu bisa dipaké pikeun ngahasilkeun muatan listrik nalika ngalaman stress mékanis. Ieu alatan kanyataan yén molekul DNA diwangun ku dua untaian nukléotida nu kabeungkeut ku beungkeut hidrogén. Nalika beungkeut ieu pegat, muatan listrik dihasilkeun.
Pangaruh piezoelektrik DNA parantos dianggo dina sababaraha aplikasi, kalebet:
• Generating listrik pikeun implants médis
• Ngadeteksi jeung ngukur gaya mékanis dina sél
• Ngembangkeun sensor skala nano
• Nyieun biosensors pikeun sequencing DNA
• Generating gelombang ultrasound pikeun Imaging
Pangaruh piezoelektrik DNA ogé digali pikeun panggunaan poténsial dina pamekaran bahan énggal, sapertos kawat nano sareng tabung nano. Bahan ieu tiasa dianggo pikeun rupa-rupa aplikasi, kalebet neundeun énergi sareng sensing.
Pangaruh piezoelektrik DNA parantos diulik sacara éksténsif sareng parantos kapendak sénsitip pisan kana setrés mékanis. Hal ieu ngajadikeun éta alat anu berharga pikeun peneliti sareng insinyur anu badé ngembangkeun bahan sareng téknologi anyar.
Dina kacindekan, DNA mangrupa bahan anu némbongkeun éfék piezoelektrik, nyaéta kamampuhan pikeun ngumpulkeun muatan listrik dina respon kana stress mékanis dilarapkeun. Éfék ieu geus dipaké dina rupa-rupa aplikasi, kaasup implants médis, sensor skala nano, sarta sequencing DNA. Éta ogé digali pikeun panggunaan poténsial dina pamekaran bahan énggal, sapertos kawat nano sareng tabung nano.
protéin
Piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngumpulkeun muatan listrik pikeun ngaréspon stres mékanis anu diterapkeun. Bahan piezoelektrik, sapertos protéin, kristal, keramik, sareng zat biologis sapertos tulang sareng DNA, nunjukkeun pangaruh ieu. Protéin, hususna, mangrupakeun bahan piezoelektrik unik, sabab diwangun ku struktur kompléks asam amino nu bisa cacad pikeun ngahasilkeun muatan listrik.
Protéin mangrupikeun jinis bahan piezoelektrik anu paling seueur, sareng aya dina sababaraha bentuk. Éta tiasa dipendakan dina bentuk énzim, hormon, sareng antibodi, ogé dina bentuk protéin struktural sapertos kolagén sareng keratin. Protéin ogé kapanggih dina bentuk protéin otot, nu jawab kontraksi otot jeung rélaxasi.
Pangaruh piezoelektrik protéin disababkeun ku kanyataan yén aranjeunna diwangun ku struktur kompléks asam amino. Nalika asam amino ieu cacad, aranjeunna ngahasilkeun muatan listrik. Muatan listrik ieu teras tiasa dianggo pikeun ngadayakeun rupa-rupa alat, sapertos sénsor sareng aktuator.
Protéin ogé dianggo dina rupa-rupa aplikasi médis. Contona, aranjeunna dipaké pikeun ngadeteksi ayana protéin tangtu dina awak, nu bisa dipaké pikeun nangtukeun jenis panyakitna kasakit. Éta ogé dianggo pikeun ngadeteksi ayana baktéri sareng virus anu tangtu, anu tiasa dianggo pikeun ngadiagnosis inféksi.
Protéin ogé dipaké dina rupa-rupa aplikasi industri. Salaku conto, aranjeunna dianggo pikeun nyiptakeun sénsor sareng aktuator pikeun rupa-rupa prosés industri. Éta ogé dianggo pikeun nyiptakeun bahan anu tiasa dianggo dina pangwangunan pesawat sareng kendaraan sanés.
Kasimpulanana, protéin mangrupikeun bahan piezoelektrik anu unik anu tiasa dianggo dina sababaraha aplikasi. Éta diwangun ku struktur kompléks asam amino nu bisa cacad pikeun ngahasilkeun muatan listrik, sarta aranjeunna dipaké dina rupa-rupa aplikasi médis sarta industri.
Panén Énergi sareng Piezoelektrik
Dina bagian ieu, kuring bakal ngabahas kumaha piezoelektrik tiasa dianggo pikeun panén énergi. Kuring bakal ningali rupa-rupa aplikasi piezoelektrik, ti percetakan inkjet piezoelektrik ka generator jam sareng kasaimbangan mikro. Kuring ogé bakal ngajalajah sajarah piezoelektrik, tina kapanggihna ku Pierre Curie dugi ka dianggo dina Perang Dunya II. Tungtungna, kuring bakal ngabahas kaayaan ayeuna industri piezoelektrik sareng poténsi pikeun kamekaran salajengna.
Percetakan Inkjet Piezoelektrik
Piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngahasilkeun muatan listrik pikeun ngaréspon stres mékanis anu diterapkeun. Kecap 'piezoelectricity' asalna tina kecap Yunani 'piezein' (pikeun squeeze atawa pencét) jeung 'éléktron' (amber), sumber kuna muatan listrik. Bahan piezoelektrik, sapertos kristal, keramik, sareng zat biologis sapertos tulang sareng DNA, dianggo dina sababaraha aplikasi.
Piezoelektrik digunakeun pikeun ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, salaku generator jam, dina alat éléktronik, sareng dina kasaimbangan mikro. Hal ieu ogé dipaké pikeun ngajalankeun nozzles ultrasonik jeung ultrafine fokus rakitan optik. Percetakan inkjet piezoelektrik mangrupikeun aplikasi populér tina téknologi ieu. Ieu mangrupikeun jinis percetakan anu ngagunakeun kristal piezoelektrik pikeun ngahasilkeun geter frekuensi tinggi, anu dianggo pikeun ngaluarkeun titik-titik tinta kana halaman.
Kapanggihna piezoelektrik ti taun 1880, nalika fisikawan Perancis Jacques sareng Pierre Curie mendakan pangaruhna. Saprak harita, pangaruh piezoelektrik geus dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi mangpaat. Piezoelektrik dipaké dina barang-barang sapopoé sapertos alat masak sareng pemanasan gas, obor, korek api, sareng pickup dina gitar anu dikuatkeun sacara éléktronik sareng pemicu dina drum éléktronik modern.
Piezoelektrik ogé dianggo dina panalungtikan ilmiah. Éta mangrupikeun dasar pikeun nyeken mikroskop usik, anu dianggo pikeun ngabéréskeun gambar dina skala atom. Hal ieu ogé dipaké dina reflectometers domain waktos ultrasonik, nu ngirim pulsa ultrasonic kana bahan jeung ngukur reflections pikeun ngadeteksi discontinuities sarta manggihan flaws jero logam tuang jeung objék batu.
Pangembangan alat sareng bahan piezoelektrik didorong ku kabutuhan kinerja anu langkung saé sareng prosés manufaktur anu langkung gampang. Di Amérika Serikat, ngembangkeun kristal quartz pikeun pamakéan komérsial geus faktor utama tumuwuhna industri piezoelektrik. Kontras, pabrik Jepang geus bisa gancang babagi informasi sarta ngamekarkeun aplikasi anyar, ngarah kana tumuwuhna gancang di pasar Jepang.
Piezoelektrik parantos ngarobih cara urang ngagunakeun énergi, tina barang-barang sapopoé sapertos korek api dugi ka panalungtikan ilmiah anu maju. Téknologi anu serbaguna anu ngamungkinkeun urang pikeun ngajalajah sareng ngembangkeun bahan sareng aplikasi énggal, sareng éta bakal teras janten bagian penting dina kahirupan urang salami sababaraha taun ka hareup.
Generasi Listrik Tegangan Tinggi
Piezoelektrik nyaéta kamampuhan bahan padet nu tangtu pikeun ngumpulkeun muatan listrik salaku respon kana stress mékanis dilarapkeun. Kecap 'piezoelectricity' asalna tina kecap Yunani 'piezein' hartina 'squeeze' atawa 'pencét' jeung 'ēlektron' hartina 'amber', sumber kuna muatan listrik. Piezoelektrik nyaéta interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung listrik dina bahan kristalin kalayan simétri inversi.
Pangaruh piezoelektrik nyaéta prosés malik; bahan némbongkeun piezoelektrik ogé némbongkeun éfék piezoelektrik sabalikna, generasi internal galur mékanis hasilna tina médan listrik dilarapkeun. Salaku conto, kristal titanate zirconate timah ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, kristal bisa ngarobah diménsi statik maranéhna nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, fenomena katelah éfék piezoelektrik tibalik, nu dipaké dina produksi gelombang ultrasound.
Pangaruh piezoelektrik dianggo dina rupa-rupa aplikasi, kalebet ngahasilkeun listrik tegangan tinggi. Bahan piezoelektrik dianggo dina produksi sareng deteksi sora, dina percetakan inkjet piezoelektrik, dina generator jam, dina alat éléktronik, dina kasaimbangan mikro, dina nozzle ultrasonik drive, sareng dina rakitan optik fokus ultrafine.
Piezoelektrik ogé dianggo dina aplikasi sapopoé, sapertos ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas dina alat masak sareng pemanasan, dina obor, korek api, sareng bahan pangaruh pyroelectric, anu ngahasilkeun poténsi listrik pikeun ngaréspon kana parobahan suhu. Épék ieu ditalungtik ku Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagambar pangaweruh ti René Haüy sareng Antoine César Becquerel, anu nunjukkeun hubungan antara setrés mékanis sareng muatan listrik, sanaos ékspériménna kabuktian teu ngayakinkeun.
Pangaweruh gabungan ngeunaan pyroelectricity sareng pamahaman struktur kristal anu aya dina dasarna nyababkeun prediksi pyroelectricity sareng kamampuan pikeun ngaduga paripolah kristal. Ieu dibuktikeun ku pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa ogé nunjukkeun piezoelektrik, sareng piringan piezoelektrik dianggo pikeun ngahasilkeun tegangan nalika cacad. Ieu greatly exaggerated dina démo Curies 'tina pangaruh piezoelektrik langsung.
Dulur-dulur Pierre jeung Jacques Curie nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik. Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium, tapi éta mangrupikeun alat anu penting pikeun mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah jeung nangtukeun struktur kristal nu némbongkeun piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal), nu ngajelaskeun kelas kristal alam sanggup piezoelektrik sarta rigorously nangtukeun konstanta piezoelektrik ngagunakeun analisis tensor.
Aplikasi praktis alat piezoelektrik dimimitian ku ngembangkeun sonar nalika Perang Dunya I. Di Perancis, Paul Langevin sareng batur-baturna ngembangkeun detektor kapal selam ultrasonik. detektor diwangun ku transduser dijieun tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, sarta hydrophone pikeun ngadeteksi gema balik. Ku ngaluarkeun pulsa frékuénsi luhur ti transduser jeung ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing kaluar hiji obyék, maranéhanana bisa ngitung jarak obyék. Aranjeunna nganggo piezoelektrik pikeun ngajantenkeun sonar suksés, sareng proyék éta nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat dina alat piezoelektrik salami sababaraha dekade ka hareup.
Bahan piezoelektrik anyar sareng aplikasi anyar pikeun bahan ieu digali sareng dikembangkeun. Alat piezoelektrik kapanggih imah dina rupa-rupa widang, kayaning cartridges phonograph keramik, nu disederhanakeun rarancang pamuter jeung dijieun pikeun langkung mirah, pamaén rékaman leuwih akurat éta langkung mirah pikeun ngajaga tur gampang ngawangun. Ngembangkeun transduser ultrasonik ngamungkinkeun pikeun pangukuran gampang viskositas sareng élastisitas cairan sareng padet, nyababkeun kamajuan anu ageung dina panalungtikan bahan. Reflectometers domain waktos ultrasonik ngirimkeun pulsa ultrasonik kana bahan sareng ngukur pantulan sareng diskontinuitas pikeun mendakan cacad di jero tuang logam sareng objék batu, ningkatkeun kaamanan struktural.
Perang Dunya II ningali kelompok panaliti mandiri di Amérika Serikat, Rusia, sareng Jepang mendakan kelas bahan sintétis anyar anu disebut fer.
Generator jam
Piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngumpulkeun muatan listrik pikeun ngaréspon stres mékanis anu diterapkeun. Fenomena ieu parantos dianggo pikeun nyiptakeun sajumlah aplikasi anu mangpaat, kalebet generator jam. Generator jam mangrupikeun alat anu nganggo piezoelektrik pikeun ngahasilkeun sinyal listrik kalayan waktos anu tepat.
Generator jam dianggo dina rupa-rupa aplikasi, sapertos dina komputer, telekomunikasi, sareng sistem otomotif. Éta ogé dianggo dina alat médis, sapertos alat pacu jantung, pikeun mastikeun waktos akurat sinyal listrik. Generator jam ogé dianggo dina otomatisasi industri sareng robotika, dimana waktos anu tepat penting.
Pangaruh piezoelektrik dumasar kana interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung listrik dina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Épék ieu tiasa dibalikkeun, hartosna bahan anu nunjukkeun piezoelektrik ogé tiasa ngahasilkeun galur mékanis nalika médan listrik diterapkeun. Ieu katelah éfék piezoelektrik tibalik sarta dipaké pikeun ngahasilkeun gelombang ultrasound.
Generator jam nganggo éfék piezoelektrik tibalik ieu pikeun ngahasilkeun sinyal listrik kalayan waktos anu tepat. Bahan piezoelektrik cacad ku médan listrik, anu nyababkeun éta ngageter dina frékuénsi khusus. Geter ieu teras dirobih janten sinyal listrik, anu dianggo pikeun ngahasilkeun sinyal waktos anu tepat.
Generator jam dianggo dina rupa-rupa aplikasi, ti alat médis dugi ka otomatisasi industri. Éta dipercaya, akurat, sareng gampang dianggo, ngajantenkeun aranjeunna janten pilihan populér pikeun seueur aplikasi. Piezoelectricity mangrupa bagian penting tina téhnologi modéren, sarta generator jam téh ngan salah sahiji loba aplikasi tina fenomena ieu.
Alat éléktronik
Piezoelektrik nyaéta kamampuhan bahan padet nu tangtu pikeun ngumpulkeun muatan listrik salaku respon kana stress mékanis dilarapkeun. Fenomena ieu, katelah éfék piezoelektrik, dipaké dina rupa-rupa alat éléktronik, ti pickup dina gitar amplified éléktronik pikeun micu dina drum éléktronik modern.
Piezoelectricity asalna tina kecap Yunani πιέζειν (piezein) hartina "squeeze" atawa "pencét" jeung ἤλεκτρον (ēlektron) hartina "amber", sumber kuna muatan listrik. Bahan piezoelektrik nyaéta kristal, keramik, sareng zat biologis sapertos tulang sareng protéin DNA, anu nunjukkeun pangaruh piezoelektrik.
Pangaruh piezoelektrik nyaéta interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung listrik dina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Ieu mangrupikeun prosés anu tiasa dibalikkeun, hartosna yén bahan anu nunjukkeun pangaruh piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis akibat tina médan listrik anu diterapkeun. Salaku conto, kristal titanate zirconate timah ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, kristal bisa ngarobah diménsi statik maranéhna nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, fenomena katelah éfék piezoelektrik tibalik, nu dipaké dina produksi gelombang ultrasound.
Kapanggihna piezoelectricity dikreditkeun ka fisikawan Perancis Pierre sareng Jacques Curie, anu nunjukkeun pangaruh piezoelektrik langsung dina 1880. Pangaweruh gabungan maranéhanana ngeunaan pyroelectricity sareng pamahaman struktur kristal anu aya dina dasarna nyababkeun prediksi pangaruh pyroelectric, sareng kamampuan pikeun ngaduga. paripolah kristal dibuktikeun kalayan pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle.
Piezoelektrik parantos dianggo dina rupa-rupa aplikasi sapopoe, sapertos ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas dina alat masak sareng pemanasan, obor, korek api, sareng bahan pangaruh pyroelectric anu ngahasilkeun poténsi listrik pikeun ngaréspon kana parobahan suhu. Ieu ditalungtik ku Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagambar pangaweruh ti René Haüy sareng Antoine César Becquerel, anu nunjukkeun hubungan antara setrés mékanis sareng muatan listrik. Ékspérimén kabuktian teu ngayakinkeun, kumaha oge, dugi ka panempoan kristal piezo di museum kompensator Curie di Skotlandia nunjukkeun pangaruh piezoelektrik langsung ku baraya Curie.
Piezoelectricity dipaké dina rupa-rupa alat éléktronik, ti pickups dina gitar amplified éléktronik pikeun micu dina drum éléktronik modern. Hal ieu ogé dipaké dina produksi jeung deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, generasi tegangan tinggi listrik, generator jam, microbalances, drive nozzles ultrasonic, sarta ultrafine fokus rakitan optik. Piezoelectricity ogé jadi dadasar pikeun scanning mikroskop usik, nu dipaké pikeun ngabéréskeun gambar dina skala atom.
Kasaimbangan
Piezoelektrik nyaéta kamampuhan bahan padet nu tangtu pikeun ngumpulkeun muatan listrik salaku respon kana stress mékanis dilarapkeun. Piezoelectricity asalna tina kecap Yunani πιέζειν (piezein), hartina "squeeze" atawa "pencét", jeung ἤλεκτρον (ēlektron), hartina "amber", sumber kuna muatan listrik.
Piezoelektrik dianggo dina rupa-rupa aplikasi sapopoé, sapertos ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas pikeun alat masak sareng pemanasan, obor, korek api, sareng seueur deui. Éta ogé dianggo dina produksi sareng deteksi sora, sareng dina percetakan inkjet piezoelektrik.
Piezoelektrik ogé dianggo pikeun ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, sareng mangrupikeun dasar generator jam sareng alat éléktronik sapertos kasaimbangan mikro. Piezoelectricity ogé dipaké pikeun ngajalankeun nozzles ultrasonik jeung ultrafine fokus rakitan optik.
Kapanggihna piezoelectricity ieu credited ka fisikawan Perancis Jacques jeung Pierre Curie di 1880. The Curie baraya digabungkeun pangaweruh maranéhna ngeunaan pyroelectricity sarta pamahaman struktur kristal kaayaan pikeun nimbulkeun konsép piezoelectricity. Aranjeunna tiasa ngaduga paripolah kristal sareng nunjukkeun pangaruh dina kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle.
Pangaruh piezoelektrik dieksploitasi pikeun aplikasi anu mangpaat, kalebet produksi sareng deteksi sora. Kamekaran sonar nalika Perang Dunya I mangrupikeun terobosan utama dina panggunaan piezoelektrik. Handap Perang Dunya II, grup panalungtikan bebas di Amérika Serikat, Rusia, jeung Jepang manggihan kelas anyar bahan sintétik disebut ferroelectrics, nu exhibited konstanta piezoelektrik nepi ka sapuluh kali leuwih luhur ti bahan alam.
Ieu nyababkeun panalungtikan sengit sareng pamekaran barium titanate sareng bahan titanat titanat zirconate salajengna, anu ngagaduhan sipat khusus pikeun aplikasi khusus. Conto signifikan tina pamakean kristal piezoelektrik dikembangkeun di Bell Telephone Laboratories saatos Perang Dunya II.
Frederick R. Kurangna, digawé di departemén rékayasa radio telephony, ngembangkeun hiji kristal cut nu dioperasikeun leuwih rupa-rupa hawa. Kristal kakurangan henteu peryogi asesoris beurat tina kristal sateuacana, ngagampangkeun panggunaanana dina pesawat. Perkembangan ieu ngamungkinkeun angkatan udara Sekutu pikeun kalibet dina serangan massal anu terkoordinasi nganggo radio penerbangan.
Ngembangkeun alat piezoelektrik sareng bahan di Amérika Serikat ngajaga sababaraha perusahaan dina bisnis, sareng pamekaran kristal quartz dieksploitasi sacara komersil. Bahan piezoelektrik parantos dianggo dina sababaraha aplikasi, kalebet pencitraan médis, beberesih ultrasonik, sareng seueur deui.
Ngajalankeun nozzle ultrasonik
Piezoelektrik nyaéta muatan listrik anu akumulasi dina bahan padet anu tangtu sapertos kristal, keramik, sareng bahan biologis sapertos tulang sareng DNA. Éta mangrupikeun réspon kana setrés mékanis anu diterapkeun sareng diturunkeun tina kecap Yunani 'piezein', hartosna 'squeeze' atanapi 'pencét', sareng 'éléktron', hartosna 'amber', sumber muatan listrik kuno.
Pangaruh piezoelektrik nyaéta interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung listrik bahan kristalin kalayan simétri inversi. Ieu mangrupikeun prosés anu tiasa dibalikkeun, hartosna bahan anu nunjukkeun pangaruh piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis anu disababkeun ku médan listrik anu diterapkeun. Conto ieu nyaéta kristal zirconate titanate timah, anu ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, kristal ngarobah dimensi statik maranéhanana, hasilna pangaruh piezoelektrik tibalik, nu produksi gelombang ultrasound.
Fisikawan Perancis Jacques jeung Pierre Curie manggihan piezoelektrik dina 1880 sarta saprak geus dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi mangpaat, kaasup produksi jeung deteksi sora. Piezoelektrik ogé mendakan kagunaan sapopoé, sapertos ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas dina alat masak sareng pemanasan, obor, korek api, sareng seueur deui.
Pangaruh pyroelectric, nyaéta bahan anu ngahasilkeun poténsi listrik pikeun ngaréspon kana parobahan suhu, diulik ku Carl Linnaeus, Franz Aepinus, sareng pertengahan abad ka-18 ngagambar pangaweruh ti René Haüy sareng Antoine César Becquerel anu negeskeun hubungan antara setrés mékanis sareng muatan listrik. Percobaan pikeun ngabuktikeun ieu teu ngayakinkeun.
Panempoan kristal piezo di Curie Compensator di Museum Hunterian di Skotlandia mangrupikeun demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung ku duduluran Pierre sareng Jacques Curie. Ngagabungkeun pangaweruh maranéhna ngeunaan pyroelectricity sarta pamahaman struktur kristal kaayaan masihan naékna prediksi pyroelectricity sarta diwenangkeun aranjeunna keur prediksi kabiasaan kristal. Ieu nunjukkeun ku pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium sareng kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa ogé nunjukkeun piezoelektrik, sareng piringan piezoelektrik dianggo pikeun ngahasilkeun tegangan nalika cacad. Ieu digedekeun pisan ku Curies pikeun ngaduga pangaruh piezoelektrik sabalikna, anu sacara matematis disimpulkeun tina prinsip térmodinamik dasar ku Gabriel Lippmann dina 1881.
The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik. Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium, tapi mangrupikeun alat anu penting pikeun mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie dina karyana pikeun ngajalajah sareng ngartikeun struktur kristal anu nunjukkeun piezoelektrik. Ieu culminated dina publikasi Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal), nu ngajelaskeun kelas kristal alam sanggup piezoelektrik sarta rigorously nangtukeun konstanta piezoelektrik ngaliwatan analisis tensor.
Aplikasi praktis alat piezoelektrik dimimitian ku sonar, anu dikembangkeun nalika Perang Dunya I. Di Perancis, Paul Langevin sareng batur-baturna ngembangkeun detektor kapal selam ultrasonik. Detektor diwangun ku hiji transduser dijieunna tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, disebut hydrophone a, pikeun ngadeteksi gema balik sanggeus emitting pulsa frékuénsi luhur. Ku ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing off obyék, maranéhna bisa ngitung jarak objék. Pamakéan piezoelektrik dina sonar ieu suksés, sareng proyék éta nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat dina alat piezoelektrik salami sababaraha dekade.
Bahan piezoelektrik anyar sareng aplikasi anyar pikeun bahan ieu digali sareng dikembangkeun, sareng alat piezoelektrik mendakan bumi di sawah sapertos kartrij phonograph keramik, anu nyederhanakeun desain pamuter sareng didamel pikeun pamaén rékaman anu langkung mirah, langkung akurat anu langkung mirah pikeun ngajaga sareng gampang ngawangun. . Ngembangkeun transduser ultrasonik ngamungkinkeun pikeun pangukuran gampang viskositas sareng élastisitas cairan sareng padet, nyababkeun kamajuan anu ageung dina panalungtikan bahan. Reflectometers domain waktos ultrasonik ngirim pulsa ultrasonik ngalangkungan bahan sareng ngukur pantulan sareng diskontinuitas pikeun mendakan cacad di jero barang logam sareng batu.
Majelis optik fokus ultrafine
Piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngumpulkeun muatan listrik nalika ngalaman setrés mékanis. Éta mangrupikeun interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan listrik sareng mékanis bahan kristalin kalayan simétri inversi. Piezoelektrik mangrupikeun prosés anu tiasa dibalikkeun, hartosna bahan anu nunjukkeun piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik anu sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis akibat tina médan listrik anu diterapkeun.
Piezoelectricity parantos dianggo dina sababaraha aplikasi, kalebet produksi sareng deteksi sora, sareng ngahasilkeun listrik tegangan tinggi. Piezoelektrik ogé dianggo dina percetakan inkjet, generator jam, alat éléktronik, kasaimbangan mikro, nozzles ultrasonik drive, sareng rakitan optik fokus ultrafine.
Piezoelektrik kapanggih dina 1880 ku fisikawan Perancis Jacques jeung Pierre Curie. Pangaruh piezoelektrik dieksploitasi dina aplikasi anu mangpaat, sapertos produksi sareng deteksi sora, sareng ngahasilkeun listrik tegangan tinggi. Percetakan inkjet piezoelektrik ogé dianggo, ogé generator jam, alat éléktronik, kasaimbangan mikro, nozzles ultrasonik drive, sareng rakitan optik fokus ultrafine.
Piezoelektrik geus kapanggih cara na kana pamakéan sapopoé, kayaning ngahasilkeun sparks mun ngahurungkeun gas pikeun alat masak jeung pemanasan, obor, korek api, jeung bahan pangaruh pyroelectric nu ngahasilkeun poténsi listrik salaku respon kana parobahan suhu. Épék ieu ditalungtik ku Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagambar pangaweruh ti René Haüy sareng Antoine César Becquerel anu nunjukkeun hubungan antara setrés mékanis sareng muatan listrik. Percobaan kabuktian teu ngayakinkeun.
Panempoan kristal piezo di Curie Compensator di Museum Hunterian di Skotlandia mangrupikeun demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung ku duduluran Pierre sareng Jacques Curie. Digabungkeun sareng pangaweruh ngeunaan pyroelectricity sareng pamahaman struktur kristal anu aya dina dasarna, aranjeunna nyababkeun prediksi pyroelectricity sareng kamampuan pikeun ngaduga paripolah kristal. Ieu nunjukkeun dina pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle.
Natrium jeung kalium tartrate tetrahydrate, sarta quartz sarta uyah Rochelle exhibited piezoelektrik, sarta piringan piezoelektrik dipaké pikeun ngahasilkeun tegangan nalika cacad, sanajan parobahan dina bentuk ieu greatly exaggerated. The Curies ngaramal pangaruh piezoelektrik sabalikna, sarta pangaruh sabalikna ieu matematis deduced tina prinsip térmodinamik fundamental ku Jibril Lippmann di 1881. The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep electro- deformasi elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik.
Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium dugi ka janten alat anu penting dina mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah jeung nangtukeun struktur kristal nu exhibited piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal). Ieu ngajelaskeun kelas kristal alami anu sanggup piezoelektrik sareng sacara ketat netepkeun konstanta piezoelektrik nganggo analisa tensor pikeun aplikasi praktis alat piezoelektrik.
Pangembangan sonar mangrupikeun proyék suksés anu nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat dina alat piezoelektrik. Dekade saterusna, bahan piezoelektrik anyar jeung aplikasi anyar pikeun bahan ieu digali tur dimekarkeun. Alat piezoelektrik kapanggih imah dina rupa-rupa widang, kayaning cartridges phonograph keramik, nu disederhanakeun desain pamuter sarta ngajadikeun pamaén rékaman langkung mirah tur gampang pikeun ngajaga tur ngawangun. Ngembangkeun transduser ultrasonik ngamungkinkeun pikeun pangukuran gampang viskositas sareng élastisitas cairan sareng padet, nyababkeun kamajuan anu ageung dina panalungtikan bahan. Reflectometers domain waktos ultrasonik ngirimkeun pulsa ultrasonik kana bahan sareng ngukur pantulan sareng diskontinuitas pikeun mendakan cacad di jero tuang logam sareng objék batu, ningkatkeun kaamanan struktural.
Awal widang kapentingan piezoelektrik diamankeun ku patén-patén nguntungkeun tina bahan anyar anu dikembangkeun tina kristal kuarsa, anu dieksploitasi sacara komersil salaku bahan piezoelektrik. Élmuwan milarian bahan anu langkung luhur, sareng sanaos kamajuan bahan sareng kematangan prosés manufaktur, pasar Amérika Serikat henteu gancang tumbuh. Kontras, pabrik Jepang babagi informasi gancang sarta aplikasi anyar pikeun tumuwuh di industri piezoelektrik Amérika Serikat ngalaman kontras jeung pabrik Jepang.
Motor Piezoelektrik
Dina bagian ieu, kuring bakal ngobrol ngeunaan kumaha piezoelektrik dianggo dina téknologi modéren. Ti scanning mikroskop usik nu bisa ngabéréskeun gambar dina skala atom ka pickups pikeun gitar amplified éléktronik jeung micu pikeun drum éléktronik modern, piezoelectricity geus jadi bagian integral loba alat. Kuring bakal ngajalajah sajarah piezoelektrik sareng kumaha éta dianggo dina sababaraha aplikasi.
Wangun Dasar Scanning Mikroskop Probe
Piezoelektrik nyaéta muatan listrik anu akumulasi dina bahan padet anu tangtu, sapertos kristal, keramik, sareng bahan biologis sapertos tulang sareng DNA. Éta mangrupikeun réspon kana setrés mékanis anu diterapkeun, sareng kecap piezoelektrik asalna tina kecap Yunani πιέζειν (piezein) anu hartosna "squeeze" atanapi "pencét" sareng ἤλεκτρον (ēlektron) hartosna "amber", sumber muatan listrik kuno.
Motor piezoelektrik mangrupikeun alat anu ngagunakeun pangaruh piezoelektrik pikeun ngahasilkeun gerak. Éfék ieu mangrupa interaksi éléktromékanis liniér antara kaayaan mékanis jeung listrik dina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Ieu mangrupikeun prosés anu tiasa dibalikkeun, hartosna yén bahan anu nunjukkeun pangaruh piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis akibat tina médan listrik anu diterapkeun. Conto bahan anu ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nyaéta kristal titanat zirconate timah.
Pangaruh piezoelektrik dieksploitasi dina aplikasi anu kapaké, sapertos produksi sareng deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, generator jam, sareng alat éléktronik sapertos kasaimbangan mikro sareng nyetir nozzle ultrasonik pikeun majelis optik fokus ultrafine. Ogé ngabentuk dasar scanning mikroskop usik, nu dipaké pikeun ngabéréskeun gambar dina skala atom.
Piezoelektrik kapanggih dina 1880 ku fisikawan Perancis Jacques jeung Pierre Curie. Panempoan kristal piezo sareng kompensator Curie tiasa ditingali di Museum Hunterian di Skotlandia, anu mangrupikeun demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung ku duduluran Pierre sareng Jacques Curie.
Ngagabungkeun pangaweruh maranéhna ngeunaan pyroelectricity sarta pamahaman maranéhanana struktur kristal kaayaan masihan naékna prediksi pyroelectricity, nu diwenangkeun aranjeunna keur prediksi kabiasaan kristal. Ieu dibuktikeun ku pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium jeung kalium tartrate tetrahydrate, sarta quartz jeung uyah Rochelle exhibited piezoelectricity, sarta piringan piezoelectric dipaké pikeun ngahasilkeun tegangan nalika cacad, sanajan ieu greatly exaggerated ku Curies.
Éta ogé diprediksi pangaruh piezoelektrik sabalikna, sarta ieu matematis deduced tina prinsip térmodinamik fundamental ku Jibril Lippmann di 1881. The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep elektro-elasto- deformasi mékanis dina kristal piezoelektrik.
Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium dugi ka janten alat anu penting dina mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah jeung nangtukeun struktur kristal nu exhibited piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal), nu ngajelaskeun kelas kristal alam sanggup piezoelektrik sarta rigorously nangtukeun konstanta piezoelektrik jeung analisis tensor.
Hal ieu nyababkeun aplikasi praktis alat piezoelektrik, sapertos sonar, anu dikembangkeun nalika Perang Dunya I. Di Perancis, Paul Langevin sareng batur-baturna ngembangkeun detektor kapal selam ultrasonik. detektor ieu diwangun ku hiji transduser dijieunna tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, sarta hydrophone pikeun ngadeteksi gema balik sanggeus emitting pulsa frékuénsi luhur ti transduser nu. Ku ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing off obyék, maranéhanana bisa ngitung jarak objék. Aranjeunna nganggo piezoelektrik pikeun ngajantenkeun sonar ieu suksés, sareng proyék éta nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat dina alat piezoelektrik salami sababaraha dekade.
Bahan piezoelektrik anyar sareng aplikasi anyar pikeun bahan ieu digali sareng dikembangkeun, sareng alat piezoelektrik mendakan bumi dina seueur widang, sapertos kartrij phonograph keramik, anu nyederhanakeun desain pamuter sareng didamel pikeun pamaén rékaman anu langkung mirah sareng langkung akurat anu langkung mirah pikeun ngajaga sareng langkung gampang. ngawangun. Ngembangkeun transduser ultrasonik ngamungkinkeun pikeun pangukuran gampang viskositas sareng élastisitas cairan sareng padet, nyababkeun kamajuan anu ageung dina panalungtikan bahan. Reflectometers domain waktos ultrasonik ngirimkeun pulsa ultrasonik kana bahan sareng ngukur pantulan sareng diskontinuitas pikeun mendakan cacad di jero tuang logam sareng objék batu, ningkatkeun kaamanan struktural.
Salila Perang Dunya II, grup panalungtikan bebas di Amérika Serikat
Ngabéréskeun Gambar dina Skala Atom
Piezoelektrik nyaéta muatan listrik anu akumulasi dina bahan padet anu tangtu sapertos kristal, keramik, sareng bahan biologis sapertos tulang sareng DNA. Éta mangrupikeun réspon kana setrés mékanis anu diterapkeun sareng diturunkeun tina kecap Yunani 'piezein', hartosna squeeze atanapi pencét. Pangaruh piezoelektrik hasil tina interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung listrik dina bahan kristalin kalayan simétri inversi.
Piezoelectricity mangrupikeun prosés anu tiasa dibalikkeun, sareng bahan anu nunjukkeun pangaruh piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik anu sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis akibat tina médan listrik anu diterapkeun. Conto ieu kalebet kristal zirconate titanate timah, anu ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, kristal ngarobah diménsi statik maranéhna nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, nu katelah éfék piezoelektrik tibalik sarta dipaké dina produksi gelombang ultrasound.
Fisikawan Perancis Jacques sareng Pierre Curie mendakan piezoelektrik dina 1880. Pangaruh piezoelektrik parantos dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi anu mangpaat, kalebet produksi sareng deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, generator jam, sareng alat éléktronik sapertos. microbalances tur ngajalankeun nozzles ultrasonic. Ogé ngabentuk dasar scanning mikroskop usik, nu dipaké pikeun ngabéréskeun gambar dina skala atom.
Piezoelektrik ogé dianggo dina aplikasi sapopoé, sapertos ngahasilkeun percikan api pikeun ngahurungkeun gas dina alat masak sareng pemanasan, obor, korek api, sareng seueur deui. Pangaruh pyroelectric, nyaéta bahan anu ngahasilkeun poténsi listrik pikeun ngaréspon parobahan suhu, diulik ku Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18. Dumasar kana pangaweruh René Haüy sareng Antoine César Becquerel, aranjeunna nunjukkeun hubungan antara setrés mékanis sareng muatan listrik, tapi ékspériménna kabuktian teu ngayakinkeun.
Datang ka Museum Hunterian di Glasgow tiasa ningali piezo kristal Curie compensator, demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung ku duduluran Pierre sareng Jacques Curie. Digabungkeun sareng pangaweruh ngeunaan pyroelectricity sareng pamahaman struktur kristal anu aya dina dasarna, aranjeunna nyababkeun prediksi pyroelectricity sareng kamampuan pikeun ngaduga paripolah kristal. Ieu dibuktikeun ku pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium jeung kalium tartrate tetrahydrate, sarta quartz sarta uyah Rochelle exhibited piezoelectricity, sarta piringan piezoelectric dibangkitkeun tegangan nalika cacad, sanajan parobahan dina bentuk ieu greatly exaggerated. The Curies bisa ngaduga efek piezoelektrik sabalikna, sarta pangaruh sabalikna ieu matematis deduced tina prinsip térmodinamik dasar ku Gabriel Lippmann dina 1881.
The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik. Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium, tapi éta mangrupikeun alat anu penting pikeun mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah tur nangtukeun struktur kristal nu exhibited piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal).
Pickups Electronically Amplified Guitars
Motor piezoelektrik nyaéta motor listrik anu ngagunakeun éfék piezoelektrik pikeun ngarobih énérgi listrik kana énergi mékanis. Pangaruh piezoelektrik nyaéta kamampuan bahan-bahan anu tangtu pikeun ngahasilkeun muatan listrik nalika ngalaman setrés mékanis. Motor piezoelektrik dipaké dina rupa-rupa aplikasi, ti ngadayakeun alat-alat leutik sapertos arloji sareng jam dugi ka ngawasa mesin anu langkung ageung sapertos robot sareng alat médis.
Motor piezoelektrik dipaké dina pickups gitar amplified éléktronik. Pickup ieu ngagunakeun éfék piezoelektrik pikeun ngarobah geter senar gitar jadi sinyal listrik. Sinyal ieu lajeng diamplifikasi sarta dikirim ka amplifier, nu ngahasilkeun sora gitar. Pickups piezoelektrik ogé dipaké dina drum éléktronik modern, dimana maranéhna dipaké pikeun ngadeteksi vibrations tina huluna kendang sarta ngarobahna kana sinyal listrik.
Motor piezoelektrik ogé dianggo dina nyeken mikroskop usik, anu ngagunakeun éfék piezoelektrik pikeun mindahkeun usik leutik dina permukaan. Hal ieu ngamungkinkeun mikroskop pikeun ngabéréskeun gambar dina skala atom. Motor piezoelektrik ogé dipaké dina printer inkjet, dimana aranjeunna dipaké pikeun mindahkeun sirah print deui mudik sakuliah kaca.
Motor piezoelektrik dianggo dina rupa-rupa aplikasi anu sanés, kalebet alat médis, komponén otomotif, sareng éléktronika konsumen. Éta ogé dianggo dina aplikasi industri, sapertos dina produksi bagian precision sareng dina assembly komponén kompléks. Pangaruh piezoelektrik ogé dianggo dina produksi gelombang ultrasound, anu dianggo dina pencitraan médis sareng pikeun ngadeteksi cacad dina bahan.
Gemblengna, motor piezoelektrik dianggo dina rupa-rupa aplikasi, ti ngémutan alat-alat alit dugi ka ngawasa mesin anu langkung ageung. Éta dipaké dina pickups gitar amplified éléktronik, drum éléktronik modern, scanning mikroskop usik, printer inkjet, alat médis, komponén otomotif, sarta éléktronika konsumén. Pangaruh piezoelektrik ogé dianggo dina produksi gelombang ultrasonik sareng dina deteksi cacad dina bahan.
Micu Drum éléktronik modern
Piezoelektrik nyaéta muatan listrik anu akumulasi dina bahan padet anu tangtu sapertos kristal, keramik, sareng bahan biologis sapertos tulang sareng DNA. Éta mangrupikeun réspon bahan-bahan ieu kana tegangan mékanis anu diterapkeun. Kecap piezoelectricity diturunkeun tina kecap Yunani "piezein", anu hartosna "nyesek atanapi pencét", sareng kecap "éléktron", anu hartosna "amber", sumber muatan listrik kuno.
Motor piezoelektrik mangrupikeun alat anu ngagunakeun pangaruh piezoelektrik pikeun ngahasilkeun gerak. Éfék ieu hasil tina interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung éléktrik tina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Ieu mangrupikeun prosés anu tiasa dibalikkeun, hartosna bahan anu nunjukkeun pangaruh piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis anu disababkeun ku médan listrik anu diterapkeun. Conto ieu nyaéta kristal zirconate titanate timah, anu ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, kristal ngarobah dimensi statik maranéhanana, ngahasilkeun gelombang ultrasound.
Motor piezoelektrik dianggo dina rupa-rupa aplikasi sapopoé, sapertos:
• Ngahasilkeun sparks pikeun ngahurungkeun gas dina alat masak jeung pemanasan
• Obor, korek api, jeung bahan pangaruh pyroelectric
• Generating poténsi listrik dina respon kana parobahan suhu
• Produksi jeung deteksi sora
• percetakan inkjet Piezoelektrik
• Generasi listrik tegangan luhur
• jam generator jeung alat éléktronik
• kasaimbangan mikro
• Ngajalankeun nozzles ultrasonic sarta ultrafine fokus rakitan optik
• Ngabentuk dasar scanning mikroskop usik
• Ngabéréskeun gambar dina skala atom
• Pickups éléktronik amplified gitar
• micu drum éléktronik modern.
Modeling éléktromekanik tina Transduser Piezoelektrik
Dina bagian ieu, kuring bakal ngajalajah modél éléktromékanis transduser piezoelektrik. Kuring bakal ningali sajarah penemuan piezoelektrik, percobaan anu ngabuktikeun ayana, sareng pamekaran alat sareng bahan piezoelektrik. Kuring ogé bakal ngabahas kontribusi fisikawan Perancis Pierre sareng Jacques Curie, Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus, Rene Hauy sareng Antoine Cesar Becquerel, Gabriel Lippmann, sareng Woldemar Voigt.
Fisikawan Perancis Pierre sareng Jacques Curie
Piezoelektrik nyaéta fenomena éléktromékanis dimana muatan listrik akumulasi dina bahan padet nu tangtu sapertos kristal, keramik, sareng zat biologis sapertos tulang sareng DNA. Muatan ieu dibangkitkeun pikeun ngaréspon kana tegangan mékanis anu diterapkeun. Kecap 'piezoelectricity' asalna tina kecap Yunani 'piezein', hartina 'pikeun squeeze atawa pencét', sarta 'éléktron', hartina 'amber', sumber kuna muatan listrik.
Pangaruh piezoelektrik hasil tina interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung éléktrik dina bahan kalayan simétri inversi. Éfék ieu bisa dibalikkeun, hartina bahan anu némbongkeun éfék piezoelektrik ogé némbongkeun éfék piezoelektrik sabalikna, dimana generasi internal galur mékanis dihasilkeun pikeun ngaréspon médan listrik anu diterapkeun. Salaku conto, kristal titanate zirconate timah ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, kristal ngarobah diménsi statik maranéhanana, ngahasilkeun gelombang ultrasound dina prosés nu katelah éfék piezoelektrik tibalik.
Dina 1880, fisikawan Perancis Pierre jeung Jacques Curie manggihan éfék piezoelektrik sarta saprak geus dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi mangpaat, kaasup produksi jeung deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, generasi listrik tegangan tinggi, generator jam, jeung éléktronik. alat sapertos microbalances sarta drive nozzles ultrasonik pikeun ultrafine fokus rakitan optik. Éta ogé janten dasar pikeun nyeken mikroskop usik, anu tiasa ngabéréskeun gambar dina skala atom. Piezoelectricity ogé dipaké dina pickups pikeun gitar amplified éléktronik jeung micu pikeun drum éléktronik modern.
Piezoelektrik ogé mendakan kagunaan sapopoé, sapertos ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas dina alat masak sareng pemanasan, obor, korek api, sareng seueur deui. Pangaruh pyroelectric, dimana hiji bahan ngahasilkeun poténsi listrik salaku respon kana parobahan suhu, ieu diulik ku Carl Linnaeus jeung Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagambar kana pangaweruh René Hauy jeung Antoine César Becquerel, anu posited hubungan antara. stress mékanis jeung muatan listrik, sanajan percobaan maranéhanana kabukti teu ngayakinkeun.
Ku ngagabungkeun pangaweruh maranéhna ngeunaan pyroelectricity jeung pamahaman struktur kristal kaayaan, nu Curies bisa nimbulkeun prediksi pyroelectricity sarta ngaduga paripolah kristal. Ieu nunjukkeun dina pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa ogé nunjukkeun piezoelektrik. Piezoelektrik piringan ngahasilkeun tegangan nalika cacad, sanajan ieu greatly exaggerated dina démo Curies '. Éta ogé tiasa ngaduga pangaruh piezoelektrik sabalikna sareng sacara matematis nyimpulkeunana tina prinsip térmodinamik dasar ku Gabriel Lippmann dina 1881.
The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik. Dina dekade saterusna, piezoelektrik tetep panasaran laboratorium nepika jadi alat vital dina kapanggihna polonium jeung radium ku Pierre jeung Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah jeung nangtukeun struktur kristal nu exhibited piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang 'Lehrbuch der Kristallphysik' (Buku Teks Fisika Kristal).
Percobaan Kabuktian teu ngayakinkeun
Piezoelektrik nyaéta fenomena éléktromékanis dimana muatan listrik akumulasi dina bahan padet nu tangtu, sapertos kristal, keramik, sareng zat biologis sapertos tulang sareng DNA. Éta réspon kana tegangan mékanis anu diterapkeun, sareng kecap 'piezoelektrik' diturunkeun tina kecap Yunani 'piezein', hartosna 'meres atanapi pencét', sareng 'ēlektron', hartosna 'amber', sumber muatan listrik kuno.
Pangaruh piezoelektrik hasil tina interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung éléktrik tina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Ieu prosés malik; bahan némbongkeun éfék piezoelektrik ogé némbongkeun éfék piezoelektrik sabalikna, nu mangrupakeun generasi internal galur mékanis hasilna tina médan listrik dilarapkeun. Salaku conto, kristal titanate zirconate timah ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, kristal bisa ngarobah diménsi statik maranéhna nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, katelah éfék piezoelektrik tibalik, nu dipaké dina produksi gelombang ultrasound.
Fisikawan Perancis Pierre sareng Jacques Curie mendakan piezoelektrik dina 1880. Ti saprak éta dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi anu mangpaat, kalebet produksi sareng deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, generator jam, sareng alat éléktronik sapertos kasaimbangan mikro. , ngajalankeun nozzles ultrasonic, sarta ultrafine fokus rakitan optik. Ogé ngabentuk dasar scanning mikroskop usik, nu bisa ngabéréskeun gambar dina skala atom. Piezoelectricity ogé dipaké dina pickups pikeun gitar amplified éléktronik, sarta micu pikeun drum éléktronik modern.
Piezoelektrik mendakan kagunaan sapopoé dina ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas dina alat masak sareng pemanasan, obor, korek api, sareng seueur deui. Pangaruh pyroelectric, dimana hiji bahan ngahasilkeun poténsi listrik pikeun ngaréspon kana parobahan suhu, ditalungtik ku Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagambar pangaweruh ngeunaan René Hauy sareng Antoine César Becquerel, anu nunjukkeun hubungan. antara tegangan mékanis jeung muatan listrik. Percobaan kabuktian teu ngayakinkeun.
Pangaweruh gabungan ngeunaan pyroelectricity sareng pamahaman struktur kristal anu aya dina dasarna nyababkeun prediksi pyroelectricity sareng kamampuan pikeun ngaduga paripolah kristal. Ieu nunjukkeun dina pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa ogé nunjukkeun piezoelektrik, sareng piringan piezoelektrik dianggo pikeun ngahasilkeun tegangan nalika cacad. Ieu greatly exaggerated dina démo Curies 'tina pangaruh piezoelektrik langsung.
Duduluran Pierre sareng Jacques Curie ngaramalkeun pangaruh piezoelektrik sabalikna, sareng pangaruh sabalikna sacara matematis disimpulkeun tina prinsip térmodinamik dasar ku Jibril Lippmann di 1881. The Curies langsung ngonfirmasi ayana éfék sabalikna, teras teraskeun pikeun nyandak bukti kuantitatif tina lengkep. reversibility deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik.
Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium, tapi éta mangrupikeun alat anu penting pikeun mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah jeung nangtukeun struktur kristal nu exhibited piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal). Ieu ngajelaskeun kelas kristal alami anu sanggup piezoelektrik sareng sacara ketat netepkeun konstanta piezoelektrik nganggo analisis tensor. Ieu mangrupikeun aplikasi praktis munggaran tina transduser piezoelektrik, sareng sonar dikembangkeun nalika Perang Dunya I. Di Perancis, Paul Langevin sareng batur-baturna ngembangkeun detektor kapal selam ultrasonik.
Carl Linnaeus jeung Franz Aepinus
Piezoelektrik nyaéta fenomena éléktromékanis dimana muatan listrik akumulasi dina bahan padet nu tangtu sapertos kristal, keramik, sareng zat biologis sapertos tulang sareng DNA. Muatan ieu dihasilkeun salaku respon kana tegangan mékanis dilarapkeun. Kecap piezoelectricity asalna tina kecap Yunani πιέζειν (piezein) hartina "pikeun squeeze atawa pencét" jeung ἤλεκτρον (ēlektron) hartina "amber", sumber kuna muatan listrik.
Pangaruh piezoelektrik hasil tina interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung listrik bahan kristalin kalayan simétri inversi. Éfék ieu bisa dibalikkeun, hartina bahan anu némbongkeun piezoelektrik ogé némbongkeun éfék piezoelektrik sabalikna, nyaéta generasi internal galur mékanis anu dihasilkeun tina médan listrik anu diterapkeun. Salaku conto, kristal titanate zirconate timah ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, kristal bisa ngarobah diménsi statik maranéhna nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, nu katelah éfék piezoelektrik tibalik sarta dipaké dina produksi gelombang ultrasound.
Dina 1880, fisikawan Perancis Jacques jeung Pierre Curie manggihan éfék piezoelektrik sarta saprak geus dieksploitasi pikeun loba aplikasi mangpaat, kaasup produksi jeung deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, generasi listrik tegangan tinggi, generator jam, alat éléktronik, microbalances. , ngajalankeun nozzles ultrasonic, sarta ultrafine fokus rakitan optik. Éta ogé janten dasar pikeun nyeken mikroskop usik, anu dianggo pikeun ngabéréskeun gambar dina skala atom. Piezoelectricity ogé dipaké dina pickups pikeun gitar amplified éléktronik jeung micu pikeun drum éléktronik modern.
Piezoelectricity ogé kapanggih dina pamakéan sapopoé, kayaning ngahasilkeun sparks mun ngahurungkeun gas dina alat masak jeung pemanasan, obor, korek api, jeung pangaruh pyroelectric, nyaéta nalika hiji bahan ngahasilkeun poténsi listrik salaku respon kana parobahan suhu. Éfék ieu ditalungtik ku Carl Linnaeus jeung Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagunakeun pangaweruh ti René Hauy jeung Antoine César Becquerel, anu ngasongkeun hubungan antara setrés mékanis jeung muatan listrik, sanajan ékspériménna kabuktian teu ngayakinkeun.
Panempoan kristal piezo dina kompensator Curie di Museum Hunterian di Skotlandia mangrupikeun demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung ku duduluran Pierre sareng Jacques Curie. Ngagabungkeun pangaweruh maranéhna ngeunaan pyroelectricity sareng pamahaman struktur kristal anu aya dina dasarna nyababkeun prediksi pyroelectricity sareng kamampuan pikeun ngaduga paripolah kristal. Ieu dibuktikeun ku pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa tina uyah Rochelle nunjukkeun piezoelektrik, sareng piringan piezoelektrik ngahasilkeun tegangan nalika cacad, sanaos ieu digedekeun pisan dina demonstrasi Curies.
Prediksi efek piezoelektrik sabalikna sarta deduksi matematik na tina prinsip térmodinamik fundamental dijieun ku Jibril Lippmann di 1881. The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep elektro-elasto- deformasi mékanis dina kristal piezoelektrik. Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium dugi ka janten alat anu penting dina panemuan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie, anu dianggo pikeun ngajalajah sareng ngartikeun struktur kristal anu nunjukkeun piezoelektrik. Ieu culminated dina publikasi Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal), nu ngajelaskeun kelas kristal alam sanggup piezoelektrik sarta rigorously nangtukeun konstanta piezoelektrik ngagunakeun analisis tensor.
Aplikasi praktis transduser piezoelektrik ieu nyababkeun ngembangkeun sonar nalika Perang Dunya I. Di Perancis, Paul Langevin sareng batur-baturna ngembangkeun detektor kapal selam ultrasonik. detektor diwangun ku transduser dijieunna tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, sarta hydrophone pikeun ngadeteksi gema balik sanggeus emitting pulsa frékuénsi luhur ti transduser nu. Ku ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing off obyék, maranéhanana bisa ngitung jarak objék. Aranjeunna nganggo piezoelektrik pikeun ngajantenkeun sonar ieu suksés, sareng proyék éta nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat dina alat piezoelektrik.
Rene Hauy jeung Antoine Cesar Becquerel
Piezoelektrik nyaéta fenomena éléktromékanis anu lumangsung nalika bahan padet anu tangtu, sapertos kristal, keramik, sareng bahan biologis sapertos tulang sareng DNA, ngumpulkeun muatan listrik pikeun ngaréspon kana setrés mékanis. Piezoelektrik diturunkeun tina kecap Yunani 'piezein', hartina 'meres atawa pencét', jeung 'éléktron', hartina 'amber', sumber muatan listrik kuna.
Pangaruh piezoelektrik hasil tina interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung listrik dina bahan kristalin kalayan simétri inversi. Éfék ieu bisa dibalikkeun, hartina bahan anu némbongkeun éfék piezoelektrik ogé némbongkeun éfék piezoelektrik sabalikna, atawa generasi internal galur mékanis anu dihasilkeun tina médan listrik anu diterapkeun. Salaku conto, kristal titanate zirconate timah ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, kristal bisa ngarobah diménsi statik maranéhna nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, hasilna pangaruh piezoelektrik tibalik jeung produksi gelombang ultrasound.
Fisikawan Perancis Pierre jeung Jacques Curie manggihan éfék piezoelektrik dina 1880. Éfék ieu geus dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi mangpaat, kaasup produksi jeung deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, generasi listrik tegangan tinggi, generator jam, jeung alat éléktronik. kawas microbalances, drive nozzles ultrasonic, sarta ultrafine fokus rakitan optik. Ogé ngabentuk dasar scanning mikroskop usik, nu bisa ngabéréskeun gambar dina skala atom. Piezoelectricity ogé dipaké dina pickups pikeun gitar amplified éléktronik, sarta micu pikeun drum éléktronik modern.
Pangaruh piezoelektrik munggaran ditalungtik ku Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, ngagambar pangaweruh ti Rene Hauy sareng Antoine Cesar Becquerel, anu nunjukkeun hubungan antara setrés mékanis sareng muatan listrik. Sanajan kitu, percobaan kabuktian teu ngayakinkeun. Digabungkeun jeung pangaweruh pyroelectricity, sarta pamahaman struktur kristal kaayaan, ieu masihan naékna prediksi pyroelectricity, sarta kamampuhan pikeun ngaduga kabiasaan kristal. Ieu nunjukkeun dina pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle. Natrium kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa ogé nunjukkeun piezoelektrik, sareng piringan piezoelektrik dianggo pikeun ngahasilkeun tegangan nalika cacad. Éfék ieu digedé-gedékeun pisan dina démo Curies di Museum Skotlandia, anu nunjukkeun éfék piezoelektrik langsung.
Dulur-dulur Pierre jeung Jacques Curie nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik. Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium, dugi ka janten alat anu penting dina mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie. Karya ieu ngajajah sareng netepkeun struktur kristal anu nunjukkeun piezoelektrik, puncakna dina publikasi Lehrbuch der Kristallphysik Woldemar Voigt (Buku Teks Fisika Kristal).
The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun matematis deduce prinsip termodinamika dasar efek sabalikna. Hal ieu dilakukeun ku Gabriel Lippmann dina 1881. Piezoelektrik ieu lajeng dipaké pikeun ngembangkeun sonar salila Perang Dunya I. Di Perancis, Paul Langevin jeung batur-baturna ngembangkeun hiji detektor kapal selam ultrasonik. detektor ieu diwangun ku transduser dijieunna tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, sarta hydrophone pikeun ngadeteksi gema balik. Ku ngaluarkeun pulsa frékuénsi luhur ti transduser jeung ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing kaluar hiji obyék, maranéhna bisa ngitung jarak ka objék.
Pamakéan kristal piezoelektrik satuluyna dikembangkeun ku Bell Telephone Laboratories saatos Perang Dunya II. Frederick R. Kurangna, digawé di departemén rékayasa radio telephony, ngembangkeun hiji kristal cut nu bisa beroperasi leuwih rupa-rupa hawa. Kristal kakurangan henteu peryogi asesoris beurat tina kristal sateuacana, ngagampangkeun panggunaanana dina pesawat. Perkembangan ieu ngamungkinkeun angkatan udara Sekutu pikeun kalibet dina serangan massal anu terkoordinasi, ngagunakeun radio penerbangan. Ngembangkeun alat piezoelektrik sareng bahan di Amérika Serikat ngajaga perusahaan dina pamekaran awal perang di lapangan, sareng kapentingan pikeun ngamankeun patén-patén anu nguntungkeun pikeun bahan anyar dikembangkeun. Kristal kuarsa dieksploitasi sacara komersil salaku bahan piezoelektrik, sareng para ilmuwan milarian bahan anu langkung luhur. Sanajan kamajuan dina bahan jeung maturation prosés manufaktur, Amérika Serikat
Jibril Lippmann
Piezoelektrik nyaéta fenomena éléktromékanis dimana muatan listrik akumulasi dina bahan padet nu tangtu, sapertos kristal, keramik, sareng zat biologis sapertos tulang sareng DNA. Éta mangrupikeun hasil tina interaksi antara kaayaan mékanis sareng listrik dina bahan kalayan simétri inversi. Piezoelektrik munggaran kapanggih ku fisikawan Perancis Pierre jeung Jacques Curie dina 1880.
Piezoelectricity geus dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi mangpaat, kaasup produksi jeung deteksi sora, percetakan inkjet piezoelectric, sarta generasi listrik tegangan tinggi. Piezoelektrik diturunkeun tina kecap Yunani πιέζειν (piezein) hartina "mesek atawa mencét" jeung ἤλεκτρον (ēlektron) hartina "amber", sumber muatan listrik kuna.
Pangaruh piezoelektrik tiasa malik, hartosna bahan anu nunjukkeun piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik anu sabalikna, dimana generasi internal galur mékanis hasil tina aplikasi médan listrik. Salaku conto, kristal titanate zirconate timah ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, kristal bisa ngarobah diménsi statik maranéhna nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, prosés nu katelah éfék piezoelektrik tibalik. Proses ieu tiasa dianggo pikeun ngahasilkeun gelombang ultrasound.
Pangaruh piezoelektrik parantos ditaliti ti pertengahan abad ka-18, nalika Carl Linnaeus sareng Franz Aepinus, ngagambar kana pangaweruh René Hauy sareng Antoine César Becquerel, nunjukkeun hubungan antara setrés mékanis sareng muatan listrik. Sanajan kitu, percobaan kabuktian teu ngayakinkeun. Teu dugi ka gabungan pangaweruh pyroelectricity sareng pamahaman struktur kristal anu aya dina dasarna masihan prediksi pyroelectricity yén peneliti tiasa ngaduga paripolah kristal. Ieu dibuktikeun ku pangaruh kristal sapertos tourmaline, quartz, topaz, gula tebu, sareng uyah Rochelle.
Gabriel Lippmann, dina 1881, sacara matematis nyindekkeun prinsip-prinsip térmodinamik dasar pangaruh piezoelektrik sabalikna. The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik.
Mangtaun-taun, piezoelektrik tetep janten kapanasaran laboratorium dugi ka janten alat anu penting dina mendakan polonium sareng radium ku Pierre sareng Marie Curie. Karya maranéhanana pikeun ngajajah jeung nangtukeun struktur kristal nu exhibited piezoelektrik culminated dina publikasi Woldemar Voigt urang Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal). Ieu ngajelaskeun kelas kristal alami anu sanggup piezoelektrik sareng sacara ketat netepkeun konstanta piezoelektrik kalayan analisa tensor.
Aplikasi praktis alat piezoelektrik dimimitian ku ngembangkeun sonar nalika Perang Dunya I. Paul Langevin sareng batur-baturna ngembangkeun detektor kapal selam ultrasonik. detektor ieu diwangun ku transduser dijieunna tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, sarta hydrophone pikeun ngadeteksi gema balik. Ku ngaluarkeun pulsa frékuénsi luhur ti transduser jeung ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing kaluar hiji obyék, maranéhanana bisa ngitung jarak ka objék. Pamakéan piezoelektrik pikeun sonar ieu suksés, sareng proyék éta nyiptakeun minat pangembangan anu kuat dina alat piezoelektrik. Salila sababaraha dekade, bahan piezoelektrik anyar sareng aplikasi anyar pikeun bahan ieu digali sareng dikembangkeun. Alat piezoelektrik kapanggih imah dina rupa-rupa widang, ti cartridges phonograph keramik nu disederhanakeun desain pamuter jeung dijieun mirah, pamaén rékaman akurat langkung mirah pikeun mulasara tur gampang pikeun ngawangun, pikeun ngembangkeun transduser ultrasonic anu ngamungkinkeun pikeun pangukuran gampang viskositas jeung élastisitas cairan. jeung padet, hasilna kamajuan badag dina panalungtikan bahan. Reflectometers domain waktos ultrasonik ngirimkeun pulsa ultrasonik kana bahan sareng ngukur pantulan sareng diskontinuitas pikeun mendakan cacad di jero tuang logam sareng objék batu, ningkatkeun kaamanan struktural.
Saatos Perang Dunya II, kelompok panaliti mandiri di Amérika Serikat, Rusia, sareng Jepang mendakan kelas bahan sintétik énggal anu disebut ferroelectrics anu nunjukkeun konstanta piezoelektrik dugi ka sapuluh kali langkung luhur tibatan bahan alami. Ieu ngakibatkeun panalungtikan sengit pikeun ngembangkeun barium titanate, sarta engké lead zirconate titanate, bahan mibanda sipat husus pikeun aplikasi husus. Hiji conto signifikan tina pamakéan kristal piezoelektrik dimekarkeun
Woldemar Voigt
Piezoelektrik nyaéta fenomena éléktromékanis dimana muatan listrik akumulasi dina bahan padet nu tangtu, sapertos kristal, keramik, sareng zat biologis sapertos tulang sareng DNA. Muatan ieu dibangkitkeun pikeun ngaréspon kana tegangan mékanis anu diterapkeun. Kecap piezoelektrik diturunkeun tina kecap Yunani "piezein", anu hartosna "nyesek atanapi pencét", sareng "éléktron", anu hartosna "amber", sumber muatan listrik kuno.
Pangaruh piezoelektrik hasil tina interaksi éléktromékanis linier antara kaayaan mékanis jeung listrik bahan kristalin kalayan simétri inversi. Épék ieu tiasa dibalikkeun, hartosna bahan anu nunjukkeun piezoelektrik ogé nunjukkeun pangaruh piezoelektrik anu sabalikna, dimana generasi internal galur mékanis hasil tina médan listrik anu diterapkeun. Salaku conto, kristal titanate zirconate timah ngahasilkeun piezoelektrik anu tiasa diukur nalika struktur statikna cacad tina dimensi aslina. Sabalikna, kristal bisa ngarobah diménsi statik maranéhna nalika hiji médan listrik éksternal diterapkeun, fenomena katelah éfék piezoelektrik tibalik, nu dipaké dina produksi gelombang ultrasound.
Fisikawan Perancis Pierre sareng Jacques Curie mendakan piezoelektrik dina 1880. Pangaruh piezoelektrik ti saprak dieksploitasi pikeun rupa-rupa aplikasi anu mangpaat, kalebet produksi sareng deteksi sora, percetakan inkjet piezoelektrik, ngahasilkeun listrik tegangan tinggi, generator jam, sareng alat éléktronik. kawas microbalances sarta drive nozzles ultrasonic pikeun ultrafine fokus tina rakitan optik. Ogé ngabentuk dasar scanning mikroskop usik, nu bisa ngabéréskeun gambar dina skala atom. Sajaba ti, pickups dina gitar amplified éléktronik jeung pemicu dina drum éléktronik modern ngagunakeun éfék piezoelektrik.
Piezoelektrik ogé mendakan kagunaan sapopoé dina ngahasilkeun percikan api pikeun ngahuru gas dina alat masak sareng pemanasan, dina obor, korek api, sareng seueur deui. Pangaruh pyroelectric, dimana bahan ngahasilkeun poténsi listrik dina respon kana parobahan suhu, ieu diulik ku Carl Linnaeus jeung Franz Aepinus dina pertengahan abad ka-18, teken pangaweruh ti Rene Hauy jeung Antoine Cesar Becquerel, anu posited hubungan antara mékanis. tegangan jeung muatan listrik. Percobaan pikeun ngabuktikeun hubungan ieu kabuktian teu ngayakinkeun.
Panempoan kristal piezo dina kompensator Curie di Museum Hunterian di Skotlandia mangrupikeun demonstrasi pangaruh piezoelektrik langsung ku duduluran Pierre sareng Jacques Curie. Ngagabungkeun pangaweruh maranéhna ngeunaan pyroelectricity jeung pamahaman struktur kristal kaayaan nimbulkeun prediksi pyroelectricity, nu diwenangkeun aranjeunna keur prediksi paripolah kristal aranjeunna nunjukkeun dina pangaruh kristal kayaning tourmaline, quartz, topaz, gula tiwu, sarta uyah Rochelle. . Natrium sareng kalium tartrate tetrahydrate sareng kuarsa ogé nunjukkeun piezoelektrik, sareng piringan piezoelektrik dianggo pikeun ngahasilkeun tegangan nalika cacad. Parobahan bentuk ieu digede-gedekeun pisan dina demonstrasi Curies, sareng aranjeunna teras-terasan ngaduga pangaruh piezoelektrik sabalikna. Pangaruh sabalikna sacara matematis disimpulkeun tina prinsip térmodinamik dasar ku Gabriel Lippmann dina 1881.
The Curies geuwat dikonfirmasi ayana éfék sabalikna, sarta nuluykeun pikeun ménta bukti kuantitatif tina reversibility lengkep deformasi elektro-elasto-mékanis dina kristal piezoelektrik. Dina dekade saterusna, piezoelektrik tetep panasaran laboratorium, nepi ka jadi alat vital dina kapanggihna polonium jeung radium ku Pierre Marie Curie, anu dipaké pikeun ngajajah tur nangtukeun struktur kristal nu exhibited piezoelektrik. Ieu culminated dina publikasi Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Buku Teks Fisika Kristal), nu ngajelaskeun kelas kristal alam sanggup piezoelektrik sarta rigorously nangtukeun konstanta piezoelektrik ngagunakeun analisis tensor.
Hal ieu nyababkeun aplikasi praktis alat piezoelektrik, sapertos sonar, anu dikembangkeun nalika Perang Dunya I. Di Perancis, Paul Langevin sareng batur-baturna ngembangkeun detektor kapal selam ultrasonik. detektor ieu diwangun ku hiji transduser dijieunna tina kristal quartz ipis taliti glued kana pelat baja, sarta hydrophone pikeun ngadeteksi gema balik sanggeus emitting pulsa frékuénsi luhur ti transduser nu. Ku ngukur waktu nu diperlukeun pikeun ngadéngé gema gelombang sora bouncing off obyék, maranéhna bisa ngitung jarak ka objék. Aranjeunna nganggo piezoelektrik pikeun ngajantenkeun sonar ieu suksés, sareng proyék éta nyiptakeun pamekaran sareng minat anu kuat.
Hubungan penting
- Aktuator Piezoelektrik: Aktuator Piezoelektrik mangrupikeun alat anu ngarobih énergi listrik janten gerak mékanis. Biasana dianggo dina robotika, alat médis, sareng aplikasi sanésna dimana kontrol gerak anu tepat diperyogikeun.
- Sénsor Piezoelektrik: Sénsor piezoelektrik digunakeun pikeun ngukur parameter fisik sapertos tekanan, akselerasi, sareng geter. Aranjeunna sering dianggo dina aplikasi industri sareng médis, ogé dina éléktronika konsumen.
- Piezoelektrik di Alam: Piezoelektrik mangrupikeun fenomena alami dina bahan-bahan anu tangtu, sareng aya dina seueur organisme hirup. Hal ieu dipaké ku sababaraha organisme pikeun ngarasakeun lingkunganana sarta pikeun komunikasi jeung organisme séjén.
kacindekan
Piezoelektrik mangrupikeun fenomena anu luar biasa anu parantos dianggo dina sababaraha aplikasi, ti sonar dugi ka kartrij phonograph. Eta geus ditalungtik ti pertengahan 1800s, sarta geus dipaké pikeun pangaruh hébat dina ngembangkeun teknologi modern. Tulisan blog ieu parantos ngajajah sajarah sareng kagunaan piezoelektrik, sareng parantos nyorot pentingna fenomena ieu dina pamekaran téknologi modéren. Pikeun anu resep diajar langkung seueur ngeunaan piezoelektrik, tulisan ieu mangrupikeun titik awal anu saé.
Abdi Joost Nusselder, pangadeg Neaera sareng pemasar kontén, bapak, sareng resep nyobian alat énggal kalayan gitar dina manah gairah kuring, sareng sareng tim kuring, kuring parantos nyiptakeun tulisan blog anu jero ti saprak 2020. pikeun mantuan pamiarsa satia kalayan ngarékam sarta tips gitar.
