Piezoelektrik effekt

thumb| Piezoelektrik yordamida elektr kuchlanishini yaratish. Aniqlik uchun disk tebranishlarining amplitudasi oshirilgan .
Piezoelektrik effekt (yunoncha piezo (piézo) — bosaman, siqib chiqaraman) — mexanik kuchlanish taʼsirida dielektrik qutblanishning paydo boʻlishining taʼsiri (toʻgʻridan-toʻgʻri piezoelektrik effekt). Bundan tashqari , teskari piezoelektrik taʼsir mavjud — elektr maydoni taʼsirida mexanik deformatsiyalarning paydo boʻlishi.

Toʻgʻridan-toʻgʻri piezoelektrik taʼsir bilan, piezoelektrik namunaning deformatsiyasi deformatsiyalanadigan qattiq jismning sirtlari orasidagi elektr kuchlanishining paydo boʻlishiga olib keladi, teskari piezoelektrik taʼsir bilan, jismga qoʻyilgan kuchlanish uning deformatsiyasilanishiga olib keladi.

 Tarixi 
Toʻgʻridan-toʻgʻri effekt 1880-yilda aka-uka Jak va Per Kyuri tomonidan kashf etilgan. Teskari effekt 1881-yilda Lippman tomonidan termodinamik mulohazalar asosida bashorat qilingan. Oʻsha yili u aka-uka Kyuri tomonidan eksperimenlar yordamida kashf qilindi.

 Hodisa fizikasi 
Piezoelektrik moddalar har doim bir vaqtning oʻzida toʻgʻridan-toʻgʻri va teskari piezoelektrik taʼsirga ega. Moddaning kristall boʻlishi shart emas, taʼsir kristallanish paytida kuchli elektr maydoni bilan oldindan qutblangan polikristal moddalarda yoki ferroelektriklar uchun sovutish paytida Kyuri harorat nuqtasida fazali oʻtish paytida ham kuzatiladi (masalan, qoʻrgʻoshin-titanatga asoslangan keremik piezoelektrik materiallar) tashqi elektr maydonida kuzatiladi.

Piezoelementga tashqi mexanik kuch bilan berilgan umumiy energiya elastik deformatsiya energiyasi va piezoelementning zaryad energiyasi yigʻindisiga teng. Piezoeffektning qaytarilishi tufayli piezoelektrik reaksiya paydo boʻladi: toʻgʻridan-toʻgʻri piezoeffekt natijasida hosil boʻlgan elektr kuchlanishi (teskari piezoeffekt natijasida) tashqi kuchlarga qarshi turadigan mexanik stress va deformatsiyalarni hosil qiladi. Bu piezoelementning qattiqligining oshishi bilan namoyon boʻladi. Agar piezoelektrik effektdan kelib chiqadigan elektr kuchlanishi, masalan, piezoelektrik elementning elektrodlarini qisqartirish orqali chiqarib tashlansa, teskari piezoelektrik taʼsir kuzatilmaydi va piezoelektrik elementning qattiqligi pasayadi1.

Pyezoelektrik effektni oʻrganish shuni koʻrsatdiki, u moddiy strukturaning elementar yacheykasining xususiyati bilan izohlanadi. Elementer yacheyka materialning eng kichik simmetrik birligi boʻlgani uchun uni koʻp marta takrorlash orqali mikroskopik kristall olish mumkin. Pyezoelektrik effektning paydo boʻlishi uchun zaruriy shart — bu birlik yacheykada simmetriya markazining yoʻqligi.

Oʻtkazgichlar piezoelektrik koeffitsientga ega emas, chunki mexanik kuchlanish (togʻri) va elektr (teskari) kuchlanishni qoʻllashda zaryad oʻtkazuvchi muhit tomonidan kompetsatsiyalanadi.

 Texnikada piezoelektrik effektdan foydalanish 
Togʻ jinslarining baʼzi minerallari piezoelektrik xususiyatga ega, chunki bu minerallarning elektr oʻqlari tasodifiy joylashmagan, lekin asosan bir yoʻnalishda yoʻnaltirilgan, shuning uchun bir xil nomdagi elektr oʻqlarining uchlari („plyus“ yoki „minuslar“). ") birgalikda guruhlangan. Ushbu ilmiy kashfiyot Yer fizikasi institutida sovet olimlari M. P. Volarovich va E. I. Parxomenko tomonidan qilingan va 1954-yildan boshlab 57-son bilan SSSRning Kashfiyotlar davlat reestriga kiritilgan. Ushbu kashfiyot asosida oltin, volfram, qalay, ftorit va boshqa minerallar bilan birga boʻlgan kvarts, pegmatit va kristalli tomirlarni geologik oʻrganishning pyezoelektrik usuli ishlab chiqilgan.

 turli xil turdadi elektr energiyasi piezogeneratorlarida:
 piezo-zajigalkada (yondirgʻich) barmoq harakatidan yuqori kuchlanishni olish uchun;
 Gaz plitalarida konforkalarni elektr yoqish uchun gaz plitalarida (hozirgi vaqtda piezoelektrik chaqnash cheklangan foydalanishga ega, chunki elektr tarmogʻida ishlaydigan boshqa qurilmalariga nisbatan kamroq qulayligi mavjud)
 kontaktli piezoelektrik portlatgich (masalan, RPG-7 zarbalariga);
 sensorlarda (datchiklarda):
 kuchga sezgir element sifatida (kuch qanchalik katta boʻlsa, kontaktlardagi kuchlanish shunchalik yuqori boʻladi), masalan, kuch oʻlchagichlarda, suyuqlik va gaz bosimi sezgichlarida (datchiklarda);
 sezgir element sifatida mikrofonlarda, gidrofonlarda, elektrofon boshlarida, sonar elementlarda sezgir element sifatida;

Teskari piezoelektrik effekt ishlatiladi:

 akustik emitentlarda:
 pyezokeramik tovush chiqaradigan qurilmalarda (yuqori chastotalarda samarali va kichik oʻlchamlarga ega; masalan, musiqiy taklifnomalar oʻrnatiladi, turli xil maishiy qurilmalarda — soatlardan tortib oshxona anjomlarigacha);
 havo namlagichlari uchun ultratovushli emitentlarda, ultratovushli gidrotozalash (xususan, ultratovushli kir yuvish mashinalari va sanoat ultratovushli vannala
 oʻta aniq joylashishni aniqlash tizimlarida, masalan, skanerlash tunnel mikroskopidagi igna joylashishni aniqlash tizimida yoki qattiq disk boshini siljitish uchun joylashtiruvchida ;
 adaptiv optikada, deformatsiyalanadigan oynaning aks ettiruvchi yuzasini egish uchun.

Toʻgʻridan-toʻgʻri va teskari effektlar bir vaqtning oʻzida qoʻllanadi:

 chastota standarti sifatida ishlatiladigan kvarts rezonatorida ;
 yuqori chastotali kuchlanishni oʻzgartirish uchun piezotransformatorlarda.
 sirt akustik toʻlqinlarining taʼsiriga asoslangan qurilmalarda:

 Togʻ jinslarining piezoelektrik xossalari 
Togʻ jinslarining baʼzi minerallari piezoelektrik xususiyatga ega, chunki bu minerallarning elektr oʻqlari tasodifiy joylashmagan, lekin asosan bir yoʻnalishda yoʻnaltirilgan, shuning uchun bir xil nomdagi elektr oʻqlarining uchlari ("plyuslar " yoki „minuslar“). ") birgalikda guruhlangan. Ushbu ilmiy kashfiyot Yer fizikasi institutida sovet olimlari M. P. Volarovich va E. I. Parxomenko tomonidan qilingan va 1954-yildan boshlab 57-son bilan SSSRning Kashfiyotlar davlat reestriga kiritilgan. Ushbu kashfiyot asosida oltin, volfram, qalay, ftorit va boshqa minerallar bilan birga boʻlgan kvarts, pegmatit va kristalli tomirlarni geologik oʻrganishning pyezoelektrik usuli ishlab chiqilgan.

 Yana qarang 

 Pyezoelektriklar
 Piezoelektrik
 elektrlar
 Ushbu maqola Mirzo Ulugʻbek nomidagi Oʻzbekiston Milliy universitieti Fizika fakulteti talabasi Musaxodjayeva Mushtariy tomonidan Wikitaʼlim loyihasi doirasida ingliz tilidan tarjima qilind

 

Turkum:Fizika