Leksykon technologii Petermann

Odwrócony efekt piezoelektryczny (używany z oscylującymi kryształami kwarcu)

Czyznasz zapalniczkę piezoelektryczną? Naciśnięcie spustu powoduje wytworzenie iskry przez element piezoelektryczny, który następnie zapala ulatniający się gaz.

W przypadku oscylujących kryształów kwarcu, efekt odwrotny efekt piezoelektryczny jest wykorzystywany odwrotny efekt piezoelektryczny. Oznacza to, że rezonator jest wprawiany w drgania poprzez przyłożenie zewnętrznego napięcia.

Odwrotny efekt pie zoelektryczny opisuje właściwość niektórych materiałów krystalicznych - zwłaszcza kwarcu (SiO₂) - do mechanicznego odkształcania się po przyłożeniu napięcia elektrycznego. Jest to proporcjonalne do przyłożonego natężenia pola elektrycznego i zależy od orientacji kryształu.

Jak działają oscylujące kryształy kwarcu?

Efekt ten jest wykorzystywany w wibrującym kry sztale kwarcu:

Jeśli do elektrod kryształu kwarcu zostanie przyłożone zmienne napięcie, zaczyna on wibrować mechanicznie z powodu odwrotnego efektu piezoelektrycznego. Częstotliwość tych drgań zależy od właściwości geometrycznych (np. grubości i kąta cięcia) kryształu kwarcu i zazwyczaj mieści się w zakresie od kHz do MHz.

Znaczenie

Ta mechaniczna oscylacja jest niezwykle stabilna i precyzyjna. To sprawia, że kryształy kwarcu są idealne jako generatory zegara w układach elektronicznych - na przykład w zegarach, mikrokontrolerach, urządzeniach komunikacyjnych i generatorach częstotliwości.

Od odkrycia do zastosowania: Droga efektu piezoelektrycznego

Odkrycie efektu piezoelektrycznego

- Odkrywca: Jacques i Pierre Curie

- Rok: 1880

- Opis: Bracia Curie odkryli, że niektóre kryształy (np. kwarc, turmalin, topaz) generują ładunki elektryczne na swoich powierzchniach podczas deformacji mechanicznej - efekt ten stał się znany jako bezpośredni efekt piezoelektryczny.

 


 

Przewidywanie odwrotnego efektu piezoelektrycznego

- Teoretyk: Gabriel Lippmann

- Rok: 1881

- Opis: Lippmann teoretyzował, że ze względu na odwracalność procesów fizycznych, musi istnieć również efekt odwrotny: Napięcie elektryczne powinno powodować mechaniczne odkształcenie kryształu.

 


 

Eksperymentalne potwierdzenie efektu odwrotnego

- Naukowcy: Jacques i Pierre Curie

- Rok: 1881

- Opis: Wkrótce po przewidywaniach Lippmanna, bracia Curie eksperymentalnie potwierdzili, że kryształy rzeczywiście odkształcają się mechanicznie pod wpływem napięcia elektrycznego - w ten sposób udowodniono odwrotny efekt piezoelektryczny.

 


 

To bardzo ekscytujące dowiedzieć się, że oscylujący kwarc wykorzystuje podstawową technologię, która została odkryta przez braci Curie ponad 145 lat temu.

Jeśli masz dodatkowe pytania, skontaktuj się z nami pod adresem info@petermann-technik.de lub zadzwoń pod numer +49/8191/305395. Nasi eksperci czekają na kontakt.

Kontakt telefoniczny

Nasi eksperci ds. częstotliwości są do Twojej dyspozycji

Zadzwoń teraz

Napisz do nas

Wyślij nam e-mail - z przyjemnością Ci pomożemy

Napisz do nas teraz