Avainero magnetostriktion ja pietsosähköisen vaikutuksen välillä on se, että pietsosähköinen vaikutus voi aiheuttaa sähköenergian suoran muuntamisen mekaaniseksi energiaksi, kun taas pietsosähköinen vaikutus voi muuttaa magneettikentässä olevan energian mekaaniseksi energiaksi.
Magnetostriktio on magneettisten materiaalien ominaisuus, joka voi saada nämä materiaalit muuttamaan muotoaan tai mittaansa magnetointiprosessin aikana. Pietsosähköisyydellä tarkoitetaan tiettyjen kiinteiden materiaalien ominaisuutta, joka voi kerätä sähkövarauksen mekaanisen rasituksen vaikutuksesta.
Mikä on magnetostriktio?
Magnetostriktio on magneettisten materiaalien ominaisuus, joka voi saada nämä materiaalit muuttamaan muotoaan tai mittaansa magnetointiprosessin aikana. Tyypillisesti materiaalin magnetoinnissa on vaihteluita, jotka johtuvat käytetystä magneettikentästä, joka muuttaa magnetostriktiojännitystä, kunnes saturaatioarvo saavutetaan.
Kuva 01: Magnetostriktiivisista materiaaleista koostuva anturi
Magnetostriktion vaikutus aiheuttaa energiahäviötä, joka johtuu kitkakuumenemisesta herkissä ferromagneettisissa ytimissä. Lisäksi tämä tehoste on vastuussa muuntajista tulevasta matalasta huminasta. Tämä johtuu siitä, että värähtelevät AC-virrat pyrkivät tuottamaan muuttuvan magneettikentän.
Yleensä magneettisella materiaalilla on alueita, joita kutsutaan alueiksi, joista jokaisella on tasainen magnetointi. Jos käytämme magneettikenttää, alueiden väliset rajat pyrkivät siirtymään, kun alueet pyörivät. Nämä kaksi vaikutusta voivat aiheuttaa muutoksia materiaalin mitoissa.
Mikä on pietsosähköinen vaikutus?
Pietsosähköisyydellä tarkoitetaan tiettyjen kiinteiden materiaalien ominaisuutta, joka voi kerätä sähkövarauksen mekaanisen rasituksen vaikutuksesta. Toisin sanoen se viittaa paineen ja piilevän lämmön aiheuttamaan sähköön. Tämä termi on peräisin kreikasta, jossa piezin tarkoittaa puristaa tai painaa ja elektron tarkoittaa meripihkaa (varhainen sähkövarauksen lähde). Tätä ominaisuutta kutsutaan pietsosähköisyydeksi, ja tämän ominaisuuden osoittavia materiaaleja ovat kiteet, tietty keramiikka ja biologiset aineet, kuten luut, DNA ja erilaiset proteiinit.
Kuva 02: Pietsosähköinen vaaka
Tyypillisesti pietsosähköinen vaikutus voi johtaa lineaariseen sähkömekaaniseen vuorovaikutukseen mekaanisten ja sähköisten tilojen välillä kiteisissä materiaaleissa, joilla ei ole inversiosymmetriaa. Lisäksi tämä vaikutus on palautuva, koska materiaalit, jotka voivat osoittaa pietsosähköisen vaikutuksen, voivat myös osoittaa vaikutuksen päinvastaista (se on mekaanisen jännityksen muodostumista, joka tulee käytetystä sähkökentästä).
Pietsosähköisen vaikutuksen luonne on hyvin samanlainen kuin kiinteiden aineiden sähköinen dipolimomentti. Voimme helposti laskea dipolitiheyden tai polarisaation laskemalla yhteen dipolimomentit kristallografisen yksikkökennon tilavuutta kohti. Yleensä vierekkäiset dipolit pyrkivät kohdistamaan Weiss-alueina tunnetuille alueille. Tätä kohdistusprosessia kutsutaan napaukseksi, jossa materiaalien poikki kohdistetaan voimakas sähkökenttä korotetuissa lämpötiloissa. Kaikkia pietsosähköisiä materiaaleja ei kuitenkaan voida napata.
Mitä eroa on magnetostriktiolla ja pietsosähköisellä vaikutuksella?
Magnetostriktio ja pietsosähköinen vaikutus ovat tärkeitä kemiallisia käsitteitä. avainero magnetostriktion ja pietsosähköisen vaikutuksen välillä on se, että pietsosähköinen vaikutus voi aiheuttaa sähköenergian suoran muuntamisen mekaaniseksi energiaksi, kun taas pietsosähköinen vaikutus voi muuttaa magneettikentässä olevan energian mekaaniseksi energiaksi.
Alla oleva infografiikka esittää magnetostriktsioonin ja pietsosähköisen vaikutuksen väliset erot taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – Magnetostriction vs pietsosähköinen vaikutus
Magnetostriktio on magneettisten materiaalien ominaisuus, joka voi saada nämä materiaalit muuttamaan muotoaan tai mittaansa magnetointiprosessin aikana. Pietsosähköisyydellä tarkoitetaan tiettyjen kiinteiden materiaalien ominaisuutta, jossa nämä materiaalit voivat kerätä sähkövarauksen mekaanisen rasituksen vaikutuksesta.avainero magnetostriktion ja pietsosähköisen vaikutuksen välillä on se, että pietsosähköinen vaikutus voi aiheuttaa sähköenergian suoran muuntamisen mekaaniseksi energiaksi, kun taas pietsosähköinen vaikutus voi muuttaa magneettikentässä olevan energian mekaaniseksi energiaksi.
