什么是压电效应?

有些晶体,在受到一定方向的外力的作用发生变形时,使得内部晶格间距产生变化,晶粒的正负电荷中心发生分离,形成极化现象,同时在受力的两个表面上出现等量异向电荷。拉力产生的极化电荷与压力产生的极化电荷相反。当去掉外力时,它又会恢复到原来不带电的状态,这种把机械能转换成电能的现象,称之压电效应,又称顺压电效应或者正压电效应,另外,当施加力的方向改变时,电荷的极性也会随之而改变。电介质受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。

什么是逆压电效应?

顾名思义,与正压电效应刚好相反,当js金沙所有登入网址在晶体的极化方向上施加电场时,这些晶体中的晶格在电场力的作用下内部会出现较强的内应力而发生变形,晶体在交变电场的作用下,其内应力和形变都会发生周期性的变化,从而产生机械振动。当电场消失后,晶体的变衘s金沙所有登入网址不崴嬷В庵职训缒茏晃的艿南窒蟪浦嫜沟缧вΓ殖频缰绿焖跸窒蟆

压电效应的发现

压电效应是在1880年由法国著名的物理学家皮埃尔·居里与雅克·保罗·居里发现的。刚开始,皮埃尔致力于焦电现象和晶体对称性关系的研究,最后兄弟俩却发现,在某一类电介质中施以压力会有电性产生。他们系统的研究了施压方向与电场强度之间的关系,以及预测某类电介质具有压电效应。

压电效应的主要应用

1)力敏感传感器:可测的如力、压力加速度等。2)振动冲击传感器:地震仪、机械、桥梁和建筑。3)超声波传感器:声纳系统。4)压电麦克风。5)点火装置:打火机、煤气灶点火器、炮弹引爆。

逆压电效应的主要应用

1)超声波加湿器。2)超声波清洗机。3)压电蜂鸣器。

具有压电效应的压电陶瓷

如果对压电陶瓷施加压力,它便会产生电位差,称之为正压电效应。反之施加电压,则产生机械应力,称为逆压电效应。如果压力是一种高频震动,则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号,也就是机械震动。这就是js金沙所有登入网址平常所说的超声波信号。也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。

利用压电陶瓷测试压电效应和逆压电效应

常用的压电陶瓷是由锆钛酸铅(PZT)材料做成的。将PZT材料做成的压电陶瓷片粘在圆形黄铜片上就构成了压电陶瓷元件。它具有明显的压电效应。连接如下图:

压电效应实验

首先,将压电陶瓷片A的两根引线通过一个按钮开关与信号发生器S相联。将压电陶瓷片B的两根引线与扩音器(带喇叭)的输入端相连。将A、B两个压电陶瓷片用黑封泥固定在同一个木板制成的箱子上。当观察者将按钮开关按下,接通信号发生器和压电陶瓷A时,由于逆压电效应,A开始振动,并把振动传给木箱,木箱的振动传给压电陶瓷B,由于压电效应,使B两边产生变化电信号,再传给扩音器使喇叭发声,所以这个实验同时演示了压电效应和逆压电效应。