Technologický lexikon společnosti Petermann

Reverzní piezoelektrický efekt (používá se s oscilujícími křemennými krystaly)

Znáte piezoelektrický zapalovač? Stisknete spoušť tak, aby piezoelektrický prvek vytvořil jiskru, která následně zapálí unikající plyn.

S oscilujícími křemennými krystaly se obrácený piezoelektrický efekt se používá piezoskopický efekt. To znamená, že rezonátor se rozkmitá přivedením vnějšího napětí.

Reverzní piezoefekt popisuje vlastnost některých krystalických materiálů - zejména křemene (SiO₂) - mechanicky se deformovat při přiložení elektrického napětí. Ta je úměrná intenzitě přiloženého elektrického pole a závisí na orientaci krystalu.

Jak fungují oscilační křemenné krystaly

Tento efekt se využívá ve vibrujícím křemenném krystalu:

Pokud se na elektrody křemenného krystalu přivede střídavé napětí, začne mechanicky vibrovat v důsledku zpětného piezoefektu. Frekvence tohoto kmitání závisí na geometrických vlastnostech (např. tloušťce a úhlu řezu) křemenného krystalu a obvykle se pohybuje v rozmezí kHz až MHz.

Význam

Toto mechanické kmitání je mimořádně stabilní a přesné. Díky tomu jsou křemenné krystaly ideální jako generátory hodin v elektronických obvodech - například v hodinách, mikrokontrolérech, komunikačních zařízeních a generátorech frekvence.

Od objevu k aplikaci: Cesta piezoefektu

Objev piezoelektrického jevu

- Objevitelé: Jacques a Pierre Curieovi

- Rok: 1880

- Popis: Bratři Curieové objevili, že některé krystaly (např. křemen, turmalín, topaz) vytvářejí při mechanické deformaci na svém povrchu elektrické náboje - tento jev se stal známým jako přímý piezoelektrický jev.

 


 

Předpověď reverzního piezoelektrického jevu

- Teoretik: Gabriel Lippmann

- Rok: 1881

- Popis: Lippmann vyslovil teorii, že vzhledem k vratnosti fyzikálních procesů musí existovat i opačný efekt: Elektrické napětí by mělo způsobit mechanickou deformaci krystalu.

 


 

Experimentální potvrzení reverzního efektu

- Výzkumníci: Jacques a Pierre Curieovi

- Rok: 1881

- Popis: Krátce po Lippmannově předpovědi bratři Curieové experimentálně potvrdili, že krystaly se pod elektrickým napětím skutečně mechanicky deformují - byl tak prokázán reverzní piezoelektrický jev.

 


 

Je velmi vzrušující zjistit, že oscilační křemen využívá základní technologii, kterou objevili bratři Curieové před více než 145 lety.

Máte-li další otázky, kontaktujte nás na adrese info@petermann-technik.de nebo nám zavolejte na telefonní číslo +49/8191/305395. Naši odborníci se těší na vaše dotazy.