试述压电效应和电致伸缩效应在机理上有何不同

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/23 07:09:36

压电效应和电致伸缩效应在机理上的区别
压电效应:某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应,或称为电致伸缩现象。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。
电致伸缩:外电场作用下电介质所产生的与场强二次方成正比的应变, 称为电致伸缩。这种效应是由电场中电介质的极化所引起,并可以发生在所有的电介质中。其特征是应变的正负与外电场方向无关。在压电体中(见压电性),外电场还可以引起另一种类型的应变;其大小与场强成比例,当外场反向时应变正负亦反号。后者是压电效应的逆效应,不是电致伸缩。外电场所引起的压电体的总应变为逆压电效应与电致伸缩效应之和。

这相当于是一个正效应一个逆效应,就像磁致伸缩效应和压磁效应一样。

压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。
正压电效应是指:当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;当外力撤去后,晶体又恢复到不带电的状态;当外力作用方向改变时,电荷的极性也随之改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。
逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象,又称电致伸缩效应。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型 5种基本形式(见图)。压电晶体是各向异性的,并非所有晶体都能在这 5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应,但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。
依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。

简单说压电效应分正压电效应(顺压电效应)和逆压电效应(电致收缩效应)。前者是机械能转变为电能,后者是电能转变为机械能。

具体说:当某些物质沿其某一方向被施加压力或拉力时,会发生变形,此时这种材料的两个表面将产生