Direkter und inverser piezoelektrischer Effekt

Der Druck erzeugt Ladungen auf der Oberfläche piezoelektrischer Materialien. Dieser direkte piezoelektrische Effekt, auch Generator- oder Sensoreffekt genannt, wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um.

Umgekehrt bewirkt der inverse piezoelektrische Effekt eine Änderung der Länge in dieser Art von Materialien, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird. Dieser Aktuatoreffekt wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um.

Der piezoelektrische Effekt tritt sowohl in monokristallinen Materialien als auch in polykristallinen ferroelektrischen Keramiken auf. In Einkristallen ist eine Asymmetrie in der Struktur der Elementarzellen des Kristallgitters, dh eine Polarachse, die sich unterhalb der Curie-Temperatur TC bildet, eine ausreichende Voraussetzung für den Effekt.

Piezoelektrische Keramiken weisen zusätzlich eine spontane Polarisation auf, dh die positive und negative Ladungskonzentration der Elementarzellen sind voneinander getrennt. Gleichzeitig erstreckt sich die Achse der Elementarzelle in Richtung der spontanen Polarisation und es tritt eine spontane Dehnung auf.

Mr. Sun Zhaohai

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