什么是压电效应和逆压电效应?

发布网友发布时间：2024-03-04 20:21

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热心网友时间：2024-03-07 13:39

压电效应和逆压电效应的解释如下：

压电效应的解释

压电体受到外机械力作用而发生电极化，并导致压电体两端表面内出现符号相反的束缚电荷，其电荷密度与外机械力成正比，这种现象称为正压电效应。

压电体受到外电场作用而发生形变，其形变量与外电场强度成正比，这种现象称为逆压电效应。具有正压电效应的固体，也必定具有逆压电效应，反之亦然。正压电效应和逆压电效应总称为压电效应。晶体是否具有压电效应，是由晶体结构的对称性所决定的。

逆压电效应的解释

逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。

压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。

压电效应和逆压电效应的区别

物理原理不同：

压电效应的物理原理是压电材料在受到外力时，晶体结构发生微小的形变，导致其中的正负离子位置发生变化，从而产生电荷分布不均的现象。而逆压电效应的物理原理则是电场能量作用于晶体结构，使得其中的正负离子位置发生变化，导致材料产生应变的现象。

应用不同：

压电式力传感器主要利用石英晶体的纵向和剪切的压电效应，因为石英晶体刚度大、滞后小、灵敏度高、线性好、工作频率宽、热释电效应小。力传感器除可测单向作用力外，还可以利用不同切割方向的多片晶体依靠其不同的压电效应测量多方向力，如空间作用力3个方向的分力。

由于逆压电效应产生的应变与外电场成正比，所以常被用来实现电学测量。总结来说，压电效应和逆压电效应虽然都是由于材料的物理性质在外力或电场作用下的变化而产生的现象，但它们在定义、物理原理和应用方面都有所不同。