压电效应的原理及分类

压电效应的原理及分类

发现它的存在：

压电效应最早是由‌雅克·居里（Jacques Curie）和皮埃尔·居里（Pierre Curie）兄弟在1880年发现的。他们在电气石中施以压力时发现了电性产生，并随后系统地研究了施压方向与电场强度间的关系。1881年，他们验证了逆压电效应，并得出了正逆压电常数。1984年，德国物理学家沃德马·沃伊特（德语：Woldemar Voigt），推论出只有无对称中心的20中点群的晶体才可能具有压电效应。

它的定义：

通俗的定义为：它是一种施加应力能产生电荷，施加电场能产生尺寸上变

形的效应，称为压电效应。

它的分类：

可分为正压电效应和逆压电效应；

正压电效应：对某种压电材料施加一定的压力时，它的内部会出现极化现象，即在材料相对的表面会出现相对的正负电荷，从而产生电位差，这样材料就带电了。当外力去掉时，材料又恢复到不带电的状态。这种现象叫正压电效应。简单而言就是机械能转化为电能的现象。

逆压电效应：对压电材料施加电场时，材料发生形变。即电能转化为机械能的现象。

它的原理：

压电效应的原理是，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差（称之为正压电效应），反之施加电压，则产生机械应力（称为逆压电效应）。如果压力是一种高频震动，则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号（机械震动），这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说，压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能，这种相互对应的关系确实非常有意思。

它的应用：

压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如，压电材料已被用来制作智能结构，此类结构除具有自承载能力外，还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能，在未来的飞行器设计中占有重要的地位。