Diferența cheie dintre magnetostricție și efectul piezoelectric este că efectul piezoelectric poate provoca conversia directă a energiei electrice în energie mecanică, în timp ce efectul piezoelectric poate transforma energia dintr-un câmp magnetic în energie mecanică.
Magnetostricția este o proprietate a materialelor magnetice care poate face ca aceste materiale să își schimbe forma sau dimensiunea în timpul procesului de magnetizare. Piezoelectric se referă la proprietatea anumitor materiale solide care pot acumula sarcina electrică la aplicarea unei solicitări mecanice.
Ce este magnetostricția?
Magnetostricția este o proprietate a materialelor magnetice care poate face ca aceste materiale să își schimbe forma sau dimensiunea în timpul procesului de magnetizare. De obicei, magnetizarea unui material are variații, care apar datorită câmpului magnetic aplicat care modifică deformarea de magnetostricție până la atingerea valorii de saturație.
Figura 01: Un traductor compus din materiale magnetostrictive
Efectul magnetostricției cauzează pierderi de energie care se întâmplă din cauza încălzirii prin frecare în miezurile feromagnetice susceptibile. Mai mult, acest efect este responsabil pentru sunetul joasă de zumzet care vine de la transformatoare. Acest lucru se datorează faptului că curenții de curent alternativ oscilanți tind să producă un câmp magnetic în schimbare.
De obicei, un material magnetic are zone numite domenii, fiecare având o magnetizare uniformă. Dacă aplicăm un câmp magnetic, granițele dintre domenii tind să se schimbe în timp ce domeniile se rotesc. Aceste două efecte pot provoca o modificare a dimensiunilor materialului.
Ce este efectul piezoelectric?
Piezoelectric se referă la proprietatea anumitor materiale solide care pot acumula sarcina electrică la aplicarea unei solicitări mecanice. Cu alte cuvinte, se referă la electricitatea rezultată din presiune și căldură latentă. Acest termen provine din greacă, unde piezin înseamnă stoarcere sau apăsare și elektron înseamnă chihlimbar (o sursă timpurie de încărcare electrică). Această proprietate este numită piezoelectricitate, iar materialele care arată această proprietate includ cristale, anumite ceramice și materie biologică, cum ar fi oase, ADN și diverse proteine.
Figura 02: O balanță piezoelectrică
De obicei, efectul piezoelectric poate duce la interacțiunea electromecanică liniară între stările mecanice și electrice în materialele cristaline care nu au simetrie inversă. Mai mult, acest efect este reversibil deoarece materialele care pot prezenta efectul piezoelectric pot prezenta și inversul efectului (este generarea unei deformari mecanice care provine dintr-un câmp electric aplicat).
Natura efectului piezoelectric este foarte asemănătoare cu cea a momentului dipolar electric în solide. Putem calcula cu ușurință densitatea sau polarizarea dipolului prin însumarea momentelor dipolului pe volum al celulei unității cristalografice. De obicei, dipolii vecini tind să se alinieze în regiuni cunoscute sub numele de domenii Weiss. Acest proces de aliniere se numește poling, în care un câmp electric puternic este aplicat peste materiale la temperaturi ridicate. Cu toate acestea, toate materialele piezoelectrice nu pot fi polite.
Care este diferența dintre magnetostricție și efect piezoelectric?
Magnetostricția și efectul piezoelectric sunt concepte chimice importante. Diferența cheie dintre magnetostricție și efectul piezoelectric este că efectul piezoelectric poate provoca conversia directă a energiei electrice în energie mecanică, în timp ce efectul piezoelectric poate converti energia dintr-un câmp magnetic în energie mecanică.
Infograficul de mai jos prezintă diferențele dintre magnetostricție și efectul piezoelectric sub formă tabelară pentru comparație unul lângă altul.
Rezumat – Magnetostricție vs efect piezoelectric
Magnetostricția este o proprietate a materialelor magnetice care poate face ca aceste materiale să își schimbe forma sau dimensiunea în timpul procesului de magnetizare. Piezoelectric se referă la proprietatea anumitor materiale solide în care aceste materiale pot acumula sarcina electrică la aplicarea unei solicitări mecanice. Diferența cheie dintre magnetostricție și efectul piezoelectric este că efectul piezoelectric poate provoca conversia directă a energiei electrice în energie mecanică, în timp ce efectul piezoelectric poate transforma energia dintr-un câmp magnetic în energie mecanică.
