壓電效應(yīng)的原理:如果對壓電材料施加壓力,它便會產(chǎn)生電位差(稱之為正壓電效應(yīng)),反之施加電壓,則產(chǎn)生機械應(yīng)力(稱為逆壓電效應(yīng))。
如果壓力是一種高頻震動,則產(chǎn)生的就是高頻電流。而高頻電信號加在壓電陶瓷上時,則產(chǎn)生高頻聲信號(機械震動),這就是我們平常所說的超聲波信號。也就是說,壓電陶瓷具有機械能與電能之間的轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換的功能,這種相互對應(yīng)的關(guān)系確實非常有意思。
壓電材料可以因機械變形產(chǎn)生電場,也可以因電場作用產(chǎn)生機械變形,這種固有的機電耦合效應(yīng)使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。
例如,壓電材料已被用來制作智能結(jié)構(gòu),此類結(jié)構(gòu)除具有自承載能力外,還具有自診斷性、自適應(yīng)性和自修復(fù)性等功能,在未來的飛行器設(shè)計中占有重要的地位。
壓電效應(yīng):當(dāng)壓電材料受到外力作用時,其表面將產(chǎn)生電荷,將機械能轉(zhuǎn)變成電能。利用壓電材料可以制成力敏元件,用來測量力和能轉(zhuǎn)變成力的各種物理量,由于壓電效應(yīng)是可逆的,在壓電材料的一定方向施加電場,它就會產(chǎn)生變形。
正壓電效應(yīng):有些材料,當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r,內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象,同時在它的兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷;當(dāng)外力去除后,又重新恢復(fù)為不帶電的狀態(tài)。當(dāng)作用力的方向改變時,電荷的極性隨之改變。
逆壓電效應(yīng):在這些材料的極化方向施加電場,它們就會產(chǎn)生變形,這種現(xiàn)象稱為“逆壓電效應(yīng)”,或稱為“電致伸縮效應(yīng)”。