O que é o efeito piezoelétrico - Funcionamento e suas aplicações

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O primeiro efeito piezoelétrico foi inventado no ano de 1880 por dois irmãos cientistas, nomeadamente ‘Pierre Curie’ e ‘Jacques’. Este efeito foi encontrado a partir da pressão aplicada ao cristal, caso contrário, o quartzo forma uma carga elétrica no material. Depois, eles se referiram a esse fato científico como o efeito piezoelétrico. Os “irmãos Curie” rapidamente inventaram o “ efeito piezoelétrico inverso ”, E depois que eles confirmaram que sempre que um campo elétrico foi exigido em terminais de cristal, ele levará à distorção. Isso é conhecido como efeito piezoelétrico inverso. O nome piezoelétrico é tirado da palavra grega. O significado da palavra piezo é pressionado de outra forma, espremer, enquanto elétrico significa âmbar.

Qual é o efeito piezoelétrico?

O Efeito Piezoelétrico pode ser definido como a capacidade de materiais específicos para gerar uma carga elétrica em resposta à pressão mecânica aplicada. Uma das características exclusivas deste efeito é reversível. Que significa os materiais exibindo o efeito piezoelétrico direto e também exibe o efeito piezoelétrico reverso.




Efeito Piezoelétrico

Efeito Piezoelétrico

Sempre que o material piezoelétrico está localizado sob tensão mecânica, ocorre uma transferência de portadores de carga + ve e –ve dentro do material, que resulta durante um campo elétrico externo. Quando eles são invertidos, um campo elétrico externo também estende o material piezoelétrico.



As aplicações do efeito piezoelétrico envolvem principalmente em a fabricação bem como detecção de som, microbalanças, geração de altas tensões e também frequência eletrônica, focalização de montagens óticas muito finas. Esta é a base de uma figura de métodos científicos instrumentais por resolução atômica como STM, AFM (microscópios de sonda de varredura). A aplicação comum do efeito piezoelétrico é a fonte de explosão dos isqueiros.

Exemplo de efeito piezoelétrico

Como nós discutimos, a eletricidade pode ser gerado comprimindo um material piezoelétrico. O efeito piezoelétrico em um cristal é discutido abaixo. O efeito piezoelétrico ocorre durante a compressão do material piezoelétrico. O material piezocerâmico, como o cristal piezoelétrico, é colocado entre as duas placas de metal mostradas no exemplo abaixo. A piezoeletricidade pode ser gerada sempre que o material é comprimido pela aplicação de tensão mecânica.

Exemplo de efeito piezoelétrico

Exemplo de efeito piezoelétrico

Na figura acima, haverá um potencial de tensão em todo o material. As placas de metal no circuito acima podem ser imprensadas pelo cristal piezoelétrico. As duas placas de metal reúnem as cargas, que geram uma voltagem conhecida como piezoeletricidade.


Neste método, o efeito piezoelétrico funciona como uma pequena bateria, pois gera eletricidade . Então, isso é chamado de efeito piezoelétrico direto . Existem vários dispositivos que podem usar efeitos piezoelétricos diretos, como sensores de pressão, microfones, hidrofones e tipos de dispositivos de detecção.

Efeito Piezoelétrico Inverso

O inverso ou efeito piezoelétrico reverso pode ser definido como, sempre que o efeito piezoelétrico é revertido. Isso pode ser formado aplicando energia elétrica para fazer um cristal se expandir. A principal função desse efeito é converter energia elétrica em energia mecânica.

Efeito Piezoelétrico Inverso

Efeito Piezoelétrico Inverso

Ao empregar esse efeito, podemos desenvolver dispositivos para gerar ondas sonoras de áudio. Os melhores exemplos desses dispositivos são alto-falantes ou campainhas.

O principal benefício de usar esses alto-falantes é que eles são extremamente finos, o que os torna funcionais em uma variedade de telefones. Até mesmo transdutores de sonar, bem como ultrassom médico, utilizam o princípio piezoelétrico inverso . Os dispositivos piezoelétricos reversos sem áudio compreendem tanto atuadores quanto motores.

Como usar este efeito?

O cristal piezoelétrico a torção pode ser feita em métodos diferentes por frequências diferentes. Essa torção pode ser chamada de modo de vibração. O desenho do cristal pode ser feito em uma variedade de formas para atingir diversos modos de vibração.
Vários modos foram estendidos para operar várias faixas de frequência para entender dispositivos pouco, econômicos e de alto desempenho.

Esses modos nos permitem criar produtos para trabalhar na faixa de baixa kHz-MHz. Os modos de vibração são flexão, comprimento, área, raio, cisalhamento de espessura, espessura capturada, onda acústica de superfície e onda BGS.

Cerâmicas são uma coleção significativa de materiais piezoelétricos . Murata usa esses diferentes modos de vibração, bem como cerâmicas para fazer inúmeros produtos valiosos como discriminadores de cerâmica, armadilhas de cerâmica, cerâmica BPFs (filtros passa-banda) , ressonadores de cerâmica, buzzers, bem como filtros SAW.

Aplicações de efeito piezoelétrico

As aplicações do efeito piezoelétrico incluem o seguinte.

  • Consulte o link para saber sobre o projeto de efeito piezoelétrico nomeadamente Sistema de geração de energia da Passo a Passo .
  • Piezoelétrico sensores são usados ​​em aplicações industriais para uma variedade de usos, como sensores de detonação de motor, sensores de pressão, equipamento de sonar, etc.
  • Piezoelétrico atuadores são usados ​​em aplicações industriais para uma variedade de usos, como injetores de combustível diesel, solenóides de resposta rápida, ajuste óptico, limpeza ultrassônica, soldagem ultrassônica, motores piezoelétricos, atuadores de pilha, atuadores de faixa, relés piezoelétricos, etc.
  • Transdutores piezoelétricos são usados ​​em aplicações médicas para uma variedade de usos, como imagens de ultrassom, procedimentos ultrassônicos,
  • Atuadores piezoelétricos são usados ​​em eletrônicos de consumo como Impressoras Piezoelétricas (uma impressora matricial, impressora jato de tinta), Alto-falantes Piezoelétricos (telefones celulares, fones de ouvido, brinquedos que produzem som, cartões musicais e balões musicais). Campainhas piezoelétricas, umidificadores piezoelétricos e escovas de dente eletrônicas.
  • Materiais piezoelétricos são usados ​​em aplicações musicais como captadores de instrumentos e microfones.
  • A piezoeletricidade é usada em aplicações de defesa, como micro robótica, balas que mudam o curso, etc.
  • A piezoeletricidade é usada em algumas outras aplicações, como ignitores piezoelétricos, geração de eletricidade, MEMS (sistemas mecânicos microeletrônicos), raquetes de tênis, etc.

Portanto, trata-se de uma visão geral do efeito piezoelétrico . A partir das informações acima, finalmente, podemos concluir que o Efeito Piezoelétrico é a capacidade de determinados materiais em produzir energia elétrica quando o estresse mecânico é aplicado. As principais características desse efeito são reversíveis, o que significa que os materiais que geram o piezoelétrico direto também geram o efeito piezoelétrico inverso. Aqui está uma pergunta para você, qual é o efeito piezoelétrico no ultrassom ?