Piezoelektricitet

Från Rilpedia

Texten från svenska Wikipedia

Beteende av piezoelektriska material under tryck

Piezoelektricitet (från piezo "trycka, pressa" och elektricitet), är en egenskap hos vissa kristaller att när de deformeras omvandlas det mekaniska arbetet till elektricitet och även det omvända; elektricitet omvandlas till mekaniskt arbete. Ungefär 20 naturligt förekommande mineraler har piezoelektriska egenskaper.

Speciellt formade piezoelektriska kristaller hamnar i självsvängning när de utsätts för en växelspänning med mycket exakt frekvens. Detta utnyttjas i all elektronik där regelbundna elektriska pulser behövs, exempelvis i klockor, radiomottagare och datorer. Principen utnyttjas också i piezoelektriska givare för ultraljud som används i ekolod och sonografi, medicinsk ultraljudsdiagnostik

Mekanism

Piezoelektricitet uppkommer i kristaller som saknar symmetricentrum.

I en piezoelektrisk kristall är positiva och negativa laddningarna separerade men symmetriskt distribuerade så att kristallen är elektriskt neutral. När man pressar mot materialet förstörs denna symmetri, och laddningsasymmetrin genererar en spänning.

Piezoelektriska material uppvisar även de omvända egenskaperna att när en spänning påläggs deformeras kristallen, s.k. omvänd piezoelektricitet.

Historia

Piezoelektriciteten upptäcktes av Pierre Curie och hans äldre bror, Jacques, under deras arbete med kristallografi vid Sorbonneuniversitetet i Paris, 1880.

Material

Många material uppvisar effekterna, inklusive kvarts-snarlika kristaller som berlinit (AlPO₄) och gallium ortofosforsyra (GaPO₄), keramik med perovskit eller volfram-brons strukturer (BaTiO₃, KNbO₃, LiNbO₃, LiTaO₃, BiFeO₃, Na_xWO₃, Ba₂NaNb₅O₅, Pb₂KNb₅O₁₅). Polymermaterial som gummi, ull, hår, träfiber, och silke uppvisar piezoelektricitet i någon utsträckning. Polymeren polyvinlidene fluoride, (-CH₂-CF₂-)_n, uppvisar flera gånger starkare piezoelektricitet än kvarts.

Se även

• Piezomaterial
• Piezoresistivitet