Salah satu permasalahan dalam elektronika modern dan teknik kelistrikan adalah konversi arus listrik menjadi gerakan mekanis dan sebaliknya. Ini muncul karena perbedaan sifat gerakan mekanis dan arus listrik. Ada berbagai pendekatan untuk menyelesaikan masalah ini, masing-masing dengan kelas perangkatnya sendiri. Teknik piezoelektrik dibahas selanjutnya.
Inti dari efek piezoelektrik dan sifat utamanya
Laporan pertama tentang efek piezoelektrik diterbitkan pada tahun 1880 di Prancis oleh Curie bersaudara. Mereka menemukan bahwa selama deformasi mekanis kuarsa dan beberapa bahan kristal lainnya dengan tekanan, kompresi, regangan dan torsi, muatan listrik muncul di atasnya. Para penulis penemuan tersebut menyebut muatan tersebut piezoelektrik dari kata Yunani "crush". Dengan demikian, material dengan properti seperti itu ditugaskan oleh mereka ke grup piezoelektrik.
Kualitas luar biasa dari efek piezoelektrik adalah reversibilitasnya, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1. Dengan kata lain, bahan piezoelektrik apa pun tidak hanya menciptakan muatan listrik di bawah tekanan, tetapi juga mulai mengubah volumenya saat berada di medan listrik.
Perangkat piezoelektrik tersebar luas dalam teknologi modern. Ini difasilitasi oleh:
- murahnya, prevalensi dan kemudahan pemrosesan bahan piezoelektrik;
- stabilitas yang baik dari karakteristik kelistrikan dan mekanisnya dari waktu ke waktu.
Yang tidak kalah pentingnya adalah kenyataan bahwa besarnya muatan itu sendiri dan perpindahan mekanisnya dalam beberapa kasus, mereka cukup untuk digunakan langsung tanpa keterlibatan amplifier tambahan.
Beberapa aplikasi
Berikut ini beberapa contoh teknologi piezoelektrik untuk penggunaan massal.
Pemantik piezo genggam mulai dijual massal pada tahun 70-an. abad terakhir. Listrik yang muncul pada kristal saat Anda menekan tombol mengalir ke elektroda, di antaranya, selama pelepasan, percikan api melompat dan menyalakan gas. Saat ini, kompor gas model menengah dan lama dilengkapi dengan elemen built-in, Gambar 2.
Filter piezo populer di bidang elektronik karena fakta bahwa, sebagai sistem mekanis, kristal piezo memiliki bentuk getaran yang sangat tinggi. Akibatnya, ini dapat secara signifikan mengurangi bandwidth pemfilteran dan secara efektif memisahkan sinyal satu sama lain.
Sonar menggunakan kristal sebagai pemancar gelombang akustik yang terdengar dan penerima sinyal, tercermin dari rintangan bawah air (dasar, ikan, kayu apung, kapal selam, dll.), gambar 3.
Gerakan mikro elemen pemfokusan kamera televisi, sakelar mekanis-elektronik dari sinyal optik, dan elemen lainnya. Menguntungkan karena mereka menciptakan gerakan linier secara langsung tanpa transformasi perantara dari putaran.
Bel ponsel yang menggetarkan panggilan dalam mode senyap.
Kepala piezo untuk printer inkjet untuk mengontrol proses penerapan tinta ke kertas.