Klíčový rozdíl mezi magnetostrikcí a piezoelektrickým efektem je ten, že piezoelektrický efekt může způsobit přímou přeměnu elektrické energie na mechanickou energii, zatímco piezoelektrický efekt může přeměnit energii v magnetickém poli na mechanickou energii.
Magnetostrikce je vlastnost magnetických materiálů, která může způsobit, že tyto materiály během procesu magnetizace změní svůj tvar nebo rozměry. Piezoelektrikum označuje vlastnost určitých pevných materiálů, které mohou akumulovat elektrický náboj při aplikaci mechanického namáhání.
Co je magnetostrikce?
Magnetostrikce je vlastnost magnetických materiálů, která může způsobit, že tyto materiály během procesu magnetizace změní svůj tvar nebo rozměry. Typicky má magnetizace materiálu variace, ke kterým dochází v důsledku aplikovaného magnetického pole, které mění magnetostrikční napětí, dokud není dosaženo hodnoty nasycení.
Obrázek 01: Převodník složený z magnetostrikčních materiálů
Účinek magnetostrikce způsobuje energetické ztráty, ke kterým dochází v důsledku třecího ohřevu v citlivých feromagnetických jádrech. Kromě toho je tento efekt zodpovědný za nízký bručivý zvuk, který vychází z transformátorů. Je to proto, že oscilující střídavé proudy mají tendenci vytvářet měnící se magnetické pole.
Magnetický materiál má obvykle oblasti zvané domény, z nichž každá má stejnoměrnou magnetizaci. Pokud aplikujeme magnetické pole, hranice mezi doménami mají tendenci se posouvat, zatímco domény rotují. Tyto dva efekty mohou způsobit změnu rozměrů materiálu.
Co je piezoelektrický efekt?
Piezoelektrikum označuje vlastnost určitých pevných materiálů, které mohou akumulovat elektrický náboj při aplikaci mechanického namáhání. Jinými slovy, odkazuje na elektřinu vyplývající z tlaku a latentního tepla. Tento termín pochází z řečtiny, kde piezin znamená stlačit nebo stisknout a elektron znamená jantar (první zdroj elektrického náboje). Tato vlastnost se nazývá piezoelektřina a materiály vykazující tuto vlastnost zahrnují krystaly, určitou keramiku a biologickou hmotu, jako jsou kosti, DNA a různé proteiny.
Obrázek 02: Piezoelektrická váha
Piezoelektrický jev může typicky vést k lineární elektromechanické interakci mezi mechanickým a elektrickým stavem v krystalických materiálech bez inverzní symetrie. Navíc je tento efekt vratný, protože materiály, které mohou vykazovat piezoelektrický efekt, mohou také vykazovat opačný efekt (je to generování mechanického napětí, které pochází z aplikovaného elektrického pole).
Povaha piezoelektrického jevu je velmi podobná elektrickému dipólovému momentu v pevných látkách. Můžeme snadno vypočítat dipólovou hustotu nebo polarizaci sečtením dipólových momentů na objem krystalografické základní buňky. Obvykle mají sousední dipóly tendenci se zarovnávat v oblastech známých jako Weissovy domény. Tento proces zarovnání se nazývá poling, kde je silné elektrické pole aplikováno napříč materiály při zvýšených teplotách. Všechny piezoelektrické materiály však nelze pólovat.
Jaký je rozdíl mezi magnetostrikcí a piezoelektrickým efektem?
Magnetostrikce a piezoelektrický efekt jsou důležité chemické pojmy. Klíčový rozdíl mezi magnetostrikcí a piezoelektrickým efektem je ten, že piezoelektrický efekt může způsobit přímou přeměnu elektrické energie na mechanickou energii, zatímco piezoelektrický efekt může přeměnit energii v magnetickém poli na mechanickou energii.
Níže uvedená infografika představuje rozdíly mezi magnetostrikcí a piezoelektrickým efektem v tabulkové formě pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – Magnetostrikce vs piezoelektrický efekt
Magnetostrikce je vlastnost magnetických materiálů, která může způsobit, že tyto materiály během procesu magnetizace změní svůj tvar nebo rozměry. Piezoelektrikum označuje vlastnost určitých pevných materiálů, kde tyto materiály mohou akumulovat elektrický náboj při aplikaci mechanického namáhání. Klíčový rozdíl mezi magnetostrikcí a piezoelektrickým efektem je ten, že piezoelektrický efekt může způsobit přímou přeměnu elektrické energie na mechanickou energii, zatímco piezoelektrický efekt může přeměnit energii v magnetickém poli na mechanickou energii.
