Пьезоэлектричество (от греч. piézo — давлю + электричество) — явление
возникновения поляризации диэлектрика под действием механических
напряжений (сжатия или растяжения) и возникновения механических
деформаций под действием электрического поля (прямой и обратный
пьезоэлектрический эффект). Кристаллы, в которых наблюдается этот эффект,
называются пьезоэлектриками. Первое подробное исследование
пьезоэлектрических эффектов сделано в 1880 г. братьями Ж. и П. Кюри на
кристалле кварца. Они заметили, что если кристалл кварца сжать с двух сторон,
то на его гранях, перпендикулярных направлению сжатия, возникают
электрические заряды: на одной грани положительные, на другой — отрицательные. В дальнейшем пьезоэлектрические свойства были обнаружены
более чем у 1500 веществ, из которых широко используются сегнетова соль,
титанат бария и др.
Пьезоэлектрические свойства кристаллов связаны с их структурой. Ими обладают все пироэлектрики (спонтанно поляризованные диэлектрики). При механической деформации пироэлектрика меняется величина его спонтанной поляризации, что и наблюдается как прямой пьезоэлектрический эффект. Пьезоэлектрические эффекты наблюдаются также в некоторых
непироэлектриках (например, у кварца). Справедливо общее утверждение:
кристаллы, обладающие центром симметрии, не могут быть пьезоэлектриками.
Это объясняется тем, что при деформации кристалла центр симметрии
сохраняется, а при наличии центра симметрии не может быть поляризации.
Наличие других элементов симметрии (оси, плоскости симметрии) может «запрещать» появление поляризации в определённых направлениях или при
некоторых определённых деформациях.
Пьезоэлектрики широко применяют в технике, акустике, радиофизике и т. д. Их применение основано на преобразовании электрических сигналов в механические и наоборот. Пьезоэлектрики используются в резонаторах, входящих в состав генераторов, фильтров, различного рода преобразователей и датчиков.
На явлении пьезоэлектричества основано действие широко распространённых
пьезоэлектрических зажигалок. Несмотря на очень большие напряжения (10 кВ), опыты с пьезозажигалкой совершенно безопасны, так как даже при коротком замыкании сила тока оказывается такой же ничтожно малой и безопасной для здоровья человека, как при электростатических разрядах при снимании шерстяной или синтетической одежды в сухую погоду.
Показать полностью
Какое(-ие) утверждение(-я) справедливо(-ы)?
А. Если на гранях кристалла кварца создать разноименные электрические
заряды, то он либо сожмется, либо растянется.
Б. Напряжение на пьезоэлементах достигает порядка 10 кВ.
только А
только Б
и А, и Б
ни А, ни Б
В ответе укажите номер выбранного варианта.
Показать ответ
3
Это задание решали 89 раз. С ним справились 39% пользователей.