|
| Bir piezoelektrik malzemenin darbe neticesinde voltaj üretmesi |
Piezoelektrik, kristal, seramik, kemik ve bazı özel katı maddelerin mekanik basınç etkisi altında elektrik yükü üretmesi özelliğine verilen addır. Bu olay, belirli maddelerin atomik yapısındaki simetri eksikliğinden kaynaklanır. Özellikle kuvars gibi bakışımsız (merkez simetrisi bulunmayan) kristallerde, dışarıdan uygulanan sıkıştırma, germe ya da titreşim etkisi atomların elektrik yük dağılımını değiştirir ve kristalin yüzeylerinde zıt elektrik yükleri oluşmasına yol açar. Basınç sonucunda ortaya çıkan bu elektriklenmeye piezoelektrik etki adı verilir. Oluşan elektrik yükünün büyüklüğü genellikle kristale uygulanan kuvvetle doğru orantılıdır. Kuvvet yönü değiştirildiğinde elektrik kutupları da tersine döner; artı yüklü yüzey eksi, eksi yüklü yüzey ise artı hale gelir. Bu özellik sayesinde piezoelektrik maddeler hem mekanik enerjiyi elektrik enerjisine hem de elektrik enerjisini mekanik titreşime dönüştürebilir. Bu çift yönlü çalışma prensibi, piezoelektrik teknolojisinin temelini oluşturur.
Piezoelektrik malzemeler günümüzde çok geniş kullanım alanlarına sahiptir. Ses dönüştürme ve algılama sistemleri, mikrofonlar, hoparlörler, pikap iğneleri ve bazı müzik aletlerinde titreşimlerin elektrik sinyaline çevrilmesinde piezoelektrik elemanlardan yararlanılır. Ayrıca ultrasonik cihazlarda yüksek frekanslı titreşim üretmek amacıyla kullanılırlar. Tıp alanında ultrason görüntüleme sistemleri, endüstride hassas ölçüm cihazları ve otomotiv sektöründe darbe sensörleri piezoelektrik prensiple çalışabilir. Basınç ve hareket algılama sistemlerinde kullanılan piezoelektrik sensörler, çok küçük mekanik değişimleri algılayabilecek hassasiyete sahiptir. Bunun yanında titreşimlerden enerji elde etmeyi amaçlayan bazı modern teknolojilerde piezoelektrik malzemeler enerji üretiminde de değerlendirilmektedir. Örneğin yürüyüş sırasında oluşan basıncı elektriğe dönüştüren deneysel zemin sistemleri bu prensibe dayanır. Dayanıklı yapıları, hızlı tepki süreleri ve hassas ölçüm yetenekleri nedeniyle piezoelektrik maddeler, elektronik ve mühendislik alanlarında önemli işlevlere sahip özel malzemeler arasında yer almaktadır.
Soru/Yorum Gönder