Hvordan virker piezoelektriske krystaller?

Visse krystaller, såsom kvarts, er piezoelektriske. Det betyder, at når de komprimeres eller rammes, genererer de en elektrisk ladning. Det virker også den anden vej: Hvis du driver en elektrisk strøm gennem en piezoelektrisk krystal, ændres krystalformen lidt. Denne egenskab gør piezoelektriske krystaller nyttige i mange anvendelser.

Quartz Clocks

En af de vigtigste anvendelser af piezoelektricitet er i kvartsklokke og timere. En krystal af kvarts vil vibrere med en vis hastighed afhængigt af dens størrelse. Som krystallet vibrerer frem og tilbage, genererer det elektriske impulser. Et kvarts ur bruger en lille krystalskæring til en præcis størrelse for at holde tid. Et kredsløb kaldet en oscillator holder kvarts krystal vibrerende ved at tilføre elektricitet til sine pulser. Uret tæller antallet af pulser, som kvartskrystallet fremstiller, og bruger det som grundlag for måling af sekunder, minutter og timer.

Akustiske anvendelser

Piezoelektriske enheder kan både bruges til at optage lyd og til producere det. Piezoelektriske pickups bruges almindeligt til folkegitarer og andre akustiske instrumenter. En piezo pickup er en stribe piezoelektrisk materiale forbundet til to ledninger. Opsamlingen er fastgjort til instrumentet. Når instrumentet afspilles, får lyden til at vibrere. Disse vibrationer skaber en elektrisk strøm i piezo pickup, som kan optages eller forstærkes som lyd.

En piezo højttaler virker på den modsatte måde. Elektricitet strømmer ind i et ark af piezoelektrisk materiale, hvilket gør det bøjning frem og tilbage. Dette skaber trykbølger i luften, som vi hører som lyd.

Piezo-lightere

En af de mest synlige anvendelser af piezoelektricitet er piezo-lighteren. Næsten meget enhver lighter med en trykknap er drevet af piezoelektricitet. Når du trykker på knappen, gør den en lille, fjederdrevet hammerstigning ud over overfladen af ​​piezo krystal. Når hammeren når toppen, frigiver den og rammer krystallen, da gasen er tændt. Påvirkningen skaber en stor spænding over krystalet, som strømmer ind i to ledninger. Denne spænding er høj nok til at lave en gnist mellem ledningerne, som antænder gassen. Piezo igniters bruges også på de fleste gasovne og komfurer