كهرباء انضغاطية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
قرص كهربائي انضغاطي يولد فرق جهد عند توليد ضغط عليه (تغير الشكل مكبر كثيرا لغرض التوضيح)
كهرباء انضغاطية: بسبب ضغط ميكانيكي تنزاح شحنات موجبة (Q+) بالنسبة لشحنات سالبة (Q–) في المادة . وبذلك ينشأ جهد كهربائي في بلورة .


الكهرباء الانضغاطية أو البيزوكهربائية (بالإنجليزية:Piezoelectricity ) هي خاصية لبعض المواد (وخصوصا بلورات ، وبعض المواد السيراميكية، بما فيها العظم) على توليد كمون كهربائي استجابة لتطبيق إجهاد ميكانيكي. فعند تطبيق ضغط على المادة تتقارب فيها بعض الشحنات الكهربائية مما يولد على طرفيها جهدا كهربائيا .


وبالعكس عند تعرض تلك المواد لجهد كهربائي يتولد فيها إحهاد ميكانيك ، أي قد تقصر أو تطول .


لهذا الأثر تطبيقات مفيدة مثل إنتاج واستشعار الصوت، وتوليد جهد كهربائي عالي، توليد تردد إلكتروني، الموازين الدقيقة ، كما تستخدم في مقياس ميكلسون للتداخل.

تاريخ[عدل]

اكتشاف والبحث[عدل]

اكتشفت ظاهرة الكهرباء الانضغاطية في العام 1880 بواسطة الأخوين بيار كوري و جاك كوري. وذلك من خلال عملهما وخبرتهما في الكهرباء الحرارية pyroelectricity (توليد الكهرباء بواسطة التسخين) وعلاقة ذلك بالتركيب البلوري حيث توقعا أن يكون للضغط أيضا تأثير لتوليد الكهرباء وبالفعل تمكنا من إثبات ذلك على بلورة الكوارتز والتورمالين والزبرجد وقصب السكر وطرطرات الصوديوم والبوتاسيوم، ووجدا أن بلورتي الكوارتز وطرطرات الصوديوم والبوتاسيوم تظهرا الخواص الكهربية بالضغط أكثر من غيرهم.

الحرب العالمية الأولى[عدل]

الحرب العالمية الثانية[عدل]

آلية العمل[عدل]

في بلورة المادة الكهربائية الانضغاطية تكون الشحنات السلبية والموجبة مفصولة، ولكن موزعة بشكل متناظر، بحيث تكون الشبكة البلورية متعادلة كهربائيا بشكل عام. يشكل كل من هذه الأطراف ثنائي أقطاب كهربائي، وعادة تميل ثنائيات الأقطاب القريبة من بعضها البعض إلى أن تكون متسقة في مناطق تدعى "مجالات فايس" Weiss domains. تكون هذه المجالات عادة موجهة عشوائيا، ولكن يمكن أن تكون متسقة خلال الاستقطاب (يختلف هذا عن عملية الاستقطاب المغناطيسي)، والذي يتم من خلال تطبيق مجال كهربائي قوي عبر المادة عادة في درجات حرارة مرتفعة.

عند تطبيق جهد ميكانيكي يتشوه التوضع المتناظر للشحنات وهذا يؤدي إلى توليد الجهد الكهربائي عبر المادة. على سبيل المثال إن طبق 2 كيلو نيوتن من القوة على 1 سم3 من الكوارتز يمكن أن تنتج من الجهد 12500 فولت.[1]

الوصف الحسابي[عدل]

الأستخدامات[عدل]

مولدات الكهرباء[عدل]

الحساسات[عدل]

المحركات[عدل]

مقايس التردد[عدل]

المحركات كهرضغطية[عدل]

للحد من الاهتزازات والضوضاء[عدل]

لعلاج العقم[عدل]

الجراحة[عدل]

اقرأ أيضا[عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ "Sensor Sense: Piezoelectric Force Sensors". Machine Design. Penton Media, Inc. 2008-02-04. اطلع عليه بتاريخ 2008-11-04.