Erinevus lehekülje "Piesoelekter" redaktsioonide vahel

Lisatud 1975 baiti ,  7 aasta eest
resümee puudub
'''Piesoelekter''', ka '''piesoelektriline efekt''' ehk '''piesoefekt''' (kreeka keeles ''piezo'' 'rõhun') on teatava materjali, näiteks [[kvartskristall]]i ‒ piesokvartsi ‒ omadus, mille puhul tema kokkusurumisel tekib kokkusurutavate tahkude vahel [[pinge (elekter)|elektripinge]] tingituna dielektrilisest [[polarisatsioon]]ist, s.o erinimeliste [[elektrilaeng]]ute suunatud nihkumisest.
 
On võimalik ka piesoelektriline pöördefekt ‒ mehaaniline deformatsioon elektrivälja mõjul; seega kui kvartskristalli vastastahkude vahele rakendada elektripinge, muutub nende tahkude vahekaugus.
 
==Piesoelektrilised materjalid==
Tuntuim piesoelektriliste omadustega materjal on looduslik kvartskristall, millest lõigatakse välja piesoelemendidplaadid kindlate nurkadepiesoelemendid all vastavalt polarisatsioonitelgedeelektrilaengute [[polarisatsioon]]i sobivale suunale kristalli [[sümmeetria|sümmeetriatelgede]] suhtes. Kvartskristallist paremate pieselektrilistepiesoelektriliste omadustega on [[liitiumniobaat]]- ja [[galliumortofosfaat]]-monokristallid[[monokristall]]id, millest valmistatakse temperatuurstabiilseid ja kaovaeseid resonaatorelemente[[resonaator]]elemente.
 
Enamik [[täitur]]elementidena kasutavaid piesoelektrilisi komponente valmistatakse polükristallilistest piesokeraamilistest materjalidest ehk piesokeraamikast: kõrgepingelised komponendid pliitsirkonaattitanaadist (PZT) ja madalpingelised pliimagneesiumniobaadst (PMN).
 
==Rakendusnäiteid==
Piesoelektrilisi komponente kasutatakse paljudes tehnikavaldkondades [[tajur]]ite ja [[täitur]]itena ning samuti muude elektromehaaniliste muundusseadistena teadus-, tööstus- ning meditsiiniaparatuuris. Piesokomponentide laialdane levik eriti viimastel aastakümnetel põhineb võimalusel valmistada neid elektromehaaniliste [[integraalkomponent]]ide ([[MEMS]]) kujul.
[[Pilt:Piezo.jpg|pisi| Piezosumisti]]
===Piesotajurid ===
Piesoelektrilisi komponente kasutatakse paljudes tehnikavaldkondades:
Piesotajurid (piesoandurid) talitlevad [[piesoelektriline efekt|piesoelektrilise efekti]] alusel; neid kasutatakse:
 
*[[mehaanika|mehaaniliste]] [[deformatsioon]]ide mõõtmiseks peamiselt [[jõuandur]]is, [[rõhuandur]]is ja [[kiirendusandur]]is;
*[[resonaator]]elemendina [[ostsillaator]]is;
* mehaanilise võnkumise muundamiseks elektriliseks võnkumiseks[[Signaal (tehnika)|helisagedussignaaliks]], näiteks piesomikrofonis[[plaadimängija]] ehkvõi kristallmikrofonis)[[kitarr]]i [[helipea]]s;
 
*õhurõhu muutuse muundamiseks elektrisignaaliks, näiteks [[mikrofon|piesomikrofonis]] ehk kristallmikrofonis;
*surveandurina mõõtetehnikas ja elektroakustilise andurina elektrimuusikariistades;
[[Pilt:Piezo.jpg|pisi| PiezosumistiPiesosumisti]]
 
===Piesotäiturid ===
* mehaanilise võnkumise muundamiseks elektriliseks võnkumiseks (näiteks piesomikrofonis ehk kristallmikrofonis);
Piesotäitur]id talitlevad piesoelektrilise pöördefekti alusel; neid kasutatakse:
 
*elektrisignaali muundamiseks heliks (harilikult kindla sagedusega signaaltooniks, näiteks [[suitsuandur]]is);
 
*piesokeraamilisest materjalist düüsidena tindiprinteris tindi imemiseks ja pritsimiseks;
*piesokeraamikast valjuhääldina, s.o elektrisignaali muundamiseks harilikult kindla sagedusega ‒ vahemikus 1…5 kHz ‒ signaaltooniks [[summer]]is ehk sumistis;
 
*ultraheli allikana piesokristalli resonantsisagedusel;
*tulemasinas sädemetekitajana (traditsioonilise tulemasinakivi asemel): masina klõpsamisel annab surve alt vabanenud vedru oma tõukuriga tugeva löögi PZT-elemendile, tekitades selles kuni 15-kilovoldise kõrgepingeimpulsi; selle impulsi põhjustatud säde elektroodide vahel süütab tulemasina balloonist samal ajal väljuva gaasi.
*arvuti väljundseadmes kuvari tähemärkide esitamiseks [[braille kiri|pimedate kirja]] märkidena, mille punktid kerkivad nende pingestamisel esile loetavatele märkidele vastavas kombinatsioonis;
 
*ajamelementidena [[piesomootor]]eis.
===Muid rakendusi===
*[[Kristallostsillaator]]is tekitab elektrivõnkumisi [[resonaator]]elemendina toimiv [[kvarts]][[kristall]]. Võnkumiste genereerimiseks läheb siin vaja nii piesoefekti kui ja piesoelektrilist pöördefekti.
*[[Pinnalainefilter|Pinnalainefiltris]] tekitab piesoelektriline sisendmuundur elektrivõnkumistest akustilisi võnkumisi; need levivad pinnalainena piesoelektrilisel pöördefektil põhinevasse väljundmuundurisse, mis muudab need tagasi elektripinge muutusteks.
*tulemasinasTulemasinas kasutatakse sädemetekitajana (traditsioonilise tulemasinakivi asemel): masinapiesoelementi. Masina klõpsamisel annab surve alt vabanenud vedru oma tõukuriga tugeva löögi PZT-elemendile, tekitades selles kuni 15-kilovoldise kõrgepingeimpulsi; selle impulsi põhjustatud säde elektroodide vahel süütab tulemasina balloonist samal ajal väljuva gaasi. Seega vaadeldaval juhul töötab piesoelement piesoelektrilise efekti alusel täiturina.
[[Pilt:Piezo Transformer.svg|pisi|right|Piesoelektriline trafo ja selle aseskeem<br/>(''U''<sub>p</sub> ‒ primaarpinge; ''U''<sub>s</sub> ‒ sekundaarpinge)]]
*Kolme elektroodiga keraamiline (PZT) piesoresonaator on kasutusel piesoelektrilise transformaatorina, näiteks kõrge pinge tekitamiseks [[LCD]]-kuvarite tagantvalgustuse [[luminofoorlamp|luminofoortorude]] kiirsüütelülituses. Transformaatori ükekandesuhte ''U''<sub>p</sub>/''U''<sub>s</sub> määravad resonaatori mõõtmed ja elektroodide paigutus.
==Välislingid==
{{Commons|Category:Piezoelectricity}}