Efecto piezoeléctrico y su principio
El principio del efecto piezoeléctrico es que al aplicar presión a un material piezoeléctrico se genera una diferencia de potencial eléctrico (conocido como efecto piezoeléctrico directo). Por el contrario, al usar un voltaje eléctrico se produce tensión mecánica (conocido como efecto piezoeléctrico inverso). En otras palabras, la cerámica piezoeléctrica posee la capacidad de convertir energía mecánica en energía eléctrica y viceversa, creando una fascinante relación recíproca.
Efecto piezoeléctrico directo
Cuando un material piezoeléctrico se somete a una fuerza externa en una dirección fija, se produce polarización interna, generando simultáneamente superficies con cargas opuestas. Al retirar la fuerza externa, el material vuelve a un estado sin carga. Al cambiar la dirección de la fuerza aplicada, se altera la polaridad de las cargas. La cantidad de carga generada es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza aplicada. Este fenómeno se conoce como efecto piezoeléctrico directo. La mayoría de los sensores piezoeléctricos se fabrican utilizando este efecto.
Efecto piezoeléctrico inverso
Cuando se aplica un campo eléctrico a un material piezoeléctrico, se produce una deformación mecánica en direcciones específicas, cuya magnitud es proporcional a la intensidad del campo eléctrico externo. Este fenómeno se denomina efecto piezoeléctrico inverso. Los dispositivos fabricados mediante este efecto encuentran aplicaciones en la ingeniería ultrasónica y el campo del micromovimiento.
I. Estructura básica y principio de funcionamiento de la cerámica piezoeléctrica tubular
Las cerámicas piezoeléctricas tubulares son componentes tubulares fabricados con materiales cerámicos piezoeléctricos. Su estructura principal consta de un cuerpo cerámico tubular, un electrodo externo y un electrodo interno. Los electrodos externo e interno se colocan cerca de las superficies externa e interna del cuerpo cerámico tubular, respectivamente, manteniendo una separación específica entre ellos.
Bajo la influencia de un campo eléctrico, los diferentes campos eléctricos inducidos por los electrodos externo e interno provocan deformación por compresión y distorsión del cuerpo cerámico tubular. En consecuencia, las cerámicas piezoeléctricas tubulares presentan propiedades piezoeléctricas y de acoplamiento, lo que las hace aplicables en campos como sensores ultrasónicos, filtros acústicos, generadores acústicos y comunicaciones inalámbricas.
II. Dirección de vibración de la cerámica piezoeléctrica tubular
La dirección de vibración de las cerámicas piezoeléctricas tubulares es un aspecto crítico que requiere atención y resolución durante el diseño, la fabricación y la aplicación. Esta dirección suele definirse por la polaridad del electrodo y los requisitos específicos de la aplicación. Durante el diseño y la fabricación, la polaridad del electrodo y la dirección de vibración deben determinarse en función de la aplicación prevista y las características operativas.
Generalmente, la dirección de vibración de la cerámica piezoeléctrica tubular debe ser perpendicular a la dirección piezoeléctrica del material cerámico. Esto significa que, al aplicar un campo eléctrico a la cerámica piezoeléctrica tubular, la dirección de vibración del cuerpo cerámico tubular es perpendicular a la dirección del campo eléctrico. Esta disposición mejora eficazmente la eficiencia y la fiabilidad de la cerámica piezoeléctrica tubular, a la vez que reduce su sensibilidad térmica y la tasa de fallos.
III. Escenarios de aplicación y características operativas de las cerámicas piezoeléctricas tubulares
Las cerámicas piezoeléctricas tubulares exhiben efectos piezoeléctricos y de acoplamiento, con los siguientes escenarios de aplicación y características operativas:
1. Sensores ultrasónicos
Las cerámicas piezoeléctricas tubulares pueden integrarse en sensores ultrasónicos. Al aplicar un campo eléctrico para inducir la vibración, convierten las ondas acústicas en señales eléctricas para su detección.
2. Filtros de ondas acústicas
Las cerámicas piezoeléctricas tubulares se pueden utilizar en filtros de ondas acústicas. Al aplicar un campo eléctrico, generan vibraciones para filtrar señales de frecuencia no deseadas.
3. Generadores de ondas acústicas
Las cerámicas piezoeléctricas tubulares se pueden utilizar en generadores de ondas acústicas. Al aplicar un campo eléctrico, vibran para producir señales de ondas acústicas a frecuencias específicas.
4. Comunicación inalámbrica
Las cerámicas piezoeléctricas tubulares se pueden utilizar en la comunicación inalámbrica. Al aplicar un campo eléctrico, vibran para convertir las señales eléctricas en ondas acústicas para su transmisión.
Noruega’La gama de productos de incluye materiales cerámicos especializados. Estos productos tienen amplias aplicaciones en diversas industrias de alta gama, como la electrónica, la maquinaria, la química, la metalurgia, las nuevas energías y los semiconductores.