Direkter und inverser piezoelektrischer Effekt

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

Umgekehrt bewirkt der inverse piezoelektrische Effekt bei solchen Materialien eine Längenänderung beim Anlegen einer elektrischen Spannung. Dieser Aktoreffekt wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um.

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

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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