instagram

Pengertian Piezoelektrik

Piezoelektrik adalah muatan yang terakumulasi dalam bahan padat tertentu (terutama kristal kuarsa, keramik tertentu dan materi biologis seperti tulang manusia, DNA dan berbagai protein) dalam menanggapi pengaruh luar berupa strain mekanik (deformasi) atau stres. Beberapa bahan memiliki kemampuan untuk menghasilkan listrik ketika mengalami stres mekanik. Hal ini disebut “efek Piezoelektrik”.

Stres ini dapat disebabkan oleh memukul atau memutar materi yang hanya cukup untuk merusak kisi kristal tanpa tanpa mematahkan. Kata piezoelektrik berarti listrik yang dihasilkan dari tekanan. Hal ini berasal dari kata Yunani “piezo” atau “piezein”, yang berarti “untuk memeras atau tekan”, dan “elektrik” atau elektron, yang merupakan singkatan dari “amber”, sumber kuno muatan listrik.

Apa kebalikan dari Piezoelektrik?

Efek piezoelektrik juga bekerja dengan cara yang berlawanan, dengan bahan mengalami sedikit deformasi ketika arus listrik kecil diterapkan padanya, yang banyak digunakan dalam alat untuk mengontrol kerja mekanik. Ini disebut “piezoelektrik balikan” atau piezoelectric converse.

Sejarah penemuan piezoelektrik

Demonstrasi pertama dari efek piezoelektrik langsung adalah pada tahun 1880 oleh saudara Pierre Curie dan Jacques Curie. Mereka menggabungan pengetahuan mereka tentang “piroelektrisitas” (saat itu dibuat dengan memanaskan atau mendinginkan kristal) dengan pemahaman mereka tentang struktur kristal yang mendasari yang memunculkan piezoelektrik untuk memprediksi perilaku kristal, dan menunjukkan efek menggunakan kristal turmalin, kuarsa, topaz, tebu dan garam Rochelle (natrium kalium tartrat tetra hidrat) di mana kuarsa dan garam Rochelle menunjukan paling piezoelektrik. Tetapi Curie tidak memprediksi efek piezoelektrik balikan. Selama beberapa dekade berikutnya, piezoelektrik tetap menjadi pemikiran rasa ingin tahu di laboratorium. Aplikasi praktis pertama untuk perangkat piezoelektrik adalah “sonar”, pertama kali dikembangkan selama Perang Dunia I. Selama Perang Dunia II, kelompok penelitian independen di Amerika Serikat, Rusia dan Jepang menemukan kelas baru bahan buatan manusia, yang disebut “ferroelectrics”, yang menunjukan konstanta piezoelektrik kali lebih tinggi dari bahan-bahan alami.

Bagaimana efek Piezoelektrik bekerja?

Kristal piezoelektrik terdiri dari beberapa domain interlocking yang memiliki muatan positif dan negatif. Domain ini simetris dalam kristal, menyebabkan kristal secara keseluruhan menjadi netral. Efek piezoelektrik terjadi ketika keseimbangan muatan dalam kisi kristal dari material terganggu. Ketika tidak ada stres yang diterapkan pada materi, muatan positif dan negatif akan merata dan sehingga tidak ada perbedaan potensial. Ketika kisi telah sedikit diubah (ketika stres diterapkan pada kristal), ketidakseimbangan muatan terjadi yang menciptakan perbedaan potensial, sering mencapai beberapa ribu volt. Bahkan sedikit kecil kristal piezoelektrik dapat menghasilkan tegangan dalam ribuan. Namun, saat ini sangat kecil dan hanya menyebabkan kejutan listrik kecil. Efek piezoelektrik balikan terjadi ketika medan elektrostatik yang diciptakan oleh arus listrik menyebabkan atom dalam material sedikit bergerak.

Apa penggunaan Piezoelektrik?

Piezoelektrik berguna untuk aplikasi seperti produksi dan deteksi suara, generasi tegangan tinggi, frekuensi generasi elektronik, microbalances (instrumen untuk membuat pengukuran yang tepat dari berat benda dengan massa yang relatif kecil).

Piezoelektrik juga merupakan dasar dari sejumlah teknik yang berperan dalam resolusi atom, microcopies scanning probe (cabang mikroskop) seperti STM, AFM, MTA dll, dan dalam kehidupan sehari-hari digunakan sebagai sumber pengapian untuk korek api

Piezoelektrik digunakan dalam sensor, aktuator, motor, jam dan transduser sonar, yang merupakan perangkat elektronik yang mengubah energi dari satu wujud ke lain

Piezoelektrik digunakan dalam jam tangan elektronik untuk menjaga waktu dan memberikan suara alarm. Mereka juga disebut “jam kuarsa” karena kristal yang mereka gunakan sering dibuat dari kuarsa yang memiliki frekuensi alami yang ideal untuk menciptakan osilasi yang diperlukan untuk mempertahankan waktu yang tepat. Jam kuarsa juga digunakan dalam komputer untuk mengatur aliran data

Disk dengan bahan piezoelektrik juga digunakan untuk membuat speaker tipis yang sesuai dalam jam tangan

0 Comments

Leave Your Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

*