Wie funktioniert ein Piezo Element?
Auf dem piezoelektrischen Material werden Elektroden aufgebracht, sodass durch die angelegte Spannung ein elektrisches Feld entsteht, bzw. das durch eine mechanische Kraft hervorgerufene elektrische Feld eine Spannung an den Elektroden bewirkt. Die Verformung bleibt so lange bestehen, wie die Spannung angelegt bleibt.
Was ist piezoelektrisches Material?
Piezoelektrische Keramiken Diese Keramiken werden aus synthetischen, anorganischen, ferroelektrischen und polykristallinen Keramikwerkstoffen gefertigt. Typische Basismaterialien für Hochvolt-Aktoren sind modifizierte Blei-Zirkonat-Titanate (PZT) und für Niedervolt-Aktoren Blei-Magnesium-Niobate (PMN).
Was ist eine Piezokristalle?
Ein typischer Vertreter der Piezokristalle ist Quarz (SiO 2 ), das aus Silicium- und Sauerstoffatomen aufgebaut ist. Wird auf einen Quarzkristall Druck ausgeübt, werden die positiv geladenen Siliciumatome in eine Richtung verschoben, die negativ geladenen Sauerstoffatome in die entgegengesetzte.
Wie hoch ist die maximale Spannung einer Piezokristallscheibe?
Die anzulegende Maximalspannung hängt von der Dicke der Piezokristallscheibe, vom Material und von den Isoliereigenschaften zwischen den Elektroden ab. Bei einer Schichtdicke des Piezomaterials von 0,2 mm kann man ungefähr eine maximale Spannung von 100–150 V anlegen. Die maximale Auslenkung beträgt ungefähr 0,2 %.
Ist ein solcher Kristall mechanisch belastet?
Wird ein solcher Kristall mechanisch belastet, so kommt es zu einer Verschiebung der äußeren Ladungen und damit zu einer unterschiedlichen Aufladung der beiden äußeren Flächen. Dieser von den Gebrüdern CURIE entdeckte Effekt wird als piezoelektrischer Effekt bezeichnet. Genutzt werden kann er z.B. zum Bau von Drucksensoren oder Kraftsensoren.
Wie kann man ein Kristall elektrisch aufladen?
Durch mechanischen Druck (aus dem Griechischen piezein = drücken) kann sich ein Kristall elektrisch aufladen. Kristallelektrische Eigenschaften beruhen auf der Kopplung zwischen Mechanik und Elektrostatik, wobei der Werkstoff bestimmte Voraussetzungen mitbringen muss.