Piesoelekter

Elektripinge tekkimine piesokristalli surumisel

Piesoelekter, ka piesoelektriline efekt ehk piesoefekt (kreeka keeles piezo 'rõhun') on teatava materjali, näiteks kvartskristalli ‒ piesokvartsi ‒ omadus, mille puhul tema kokkusurumisel tekib kokkusurutavate tahkude vahel elektripinge tingituna dielektrilisest polarisatsioonist, s.o erinimeliste elektrilaengute 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 piesoelemendid kindlate nurkade all vastavalt polarisatsioonitelgede sobivale suunale. Kvartskristallist paremate pieselektriliste omadustega on liitiumniobaat- ja galliumortofosfaat-monokristallid, millest valmistatakse temperatuurstabiilseid ja kaovaeseid resonaatorelemente.

Enamik täiturelementidena kasutavaid piesoelektrilisi komponente valmistatakse polükristallilistest piesokeraamilistest materjalidest ehk piesokeraamikast: kõrgepingelised komponendid pliitsirkonaattitanaadist (PZT) ja madalpingelised pliimagneesiumniobaadst (PMN).

Rakendusnäiteid

Piezosumisti

Piesoelektrilisi komponente kasutatakse paljudes tehnikavaldkondades:

• resonaatorina ostsillaatoris (kvartsresonaatori asemel);

• surveandurina mõõtetehnikas ja elektroakustilise andurina elektrimuusikariistades;

• mehaanilise võnkumise muundamiseks elektriliseks võnkumiseks (näiteks piesomikrofonis ehk kristallmikrofonis);

• elektrisignaali muundamiseks heliks (harilikult kindla sagedusega signaaltooniks, näiteks suitsuanduris);

• piesokeraamilisest materjalist düüsidena tindiprinteris tindi imemiseks ja pritsimiseks;

• 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.

Välislingid

• Piesoelektriline efekt