La piezoelectricidad (del griego piezein,
"estrujar o apretar") es un fenómeno que ocurre en
determinados cristales que, al ser sometidos a tensiones mecánicas,
en su masa adquieren una polarización eléctrica y aparecen
una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su
superficie.
Este fenómeno también ocurre a la inversa: se
deforman bajo la acción de fuerzas internas al ser sometidos a un campo
eléctrico. El efecto piezoeléctrico es normalmente reversible: al dejar de
someter los cristales a un voltaje exterior o campo eléctrico, recuperan su
forma.
Los materiales piezoeléctricos son cristales
naturales o sintéticos que carecen de centro de simetría.
Una compresión o un cizallamiento
provocan disociación de los centros de gravedad de las
cargas eléctricas, tanto positivas como negativas. Como consecuencia, en la
masa aparecen dipolos elementales y, por influencia, en las
superficies enfrentadas surgen cargas de signo opuesto.
Se distinguen dos grupos de materiales:
· Los de naturaleza piezoeléctrica
primigenia: cuarzo, turmalina, etcétera.
· Los
denominados ferroeléctricos: tantalato de litio, nitrato de litio, berlinita, en forma de
materiales monocristalinos y cerámicas o polímeros
polares, que tras ser sometidos apolarizacion adquieren propiedades piezoeléctricas,
ya como microcristalinos orientados
Si se ejerce presión en los extremos del eje
polar se produce polarización: flujo de electrones se dirige hacia un
extremo y genera en él una carga negativa, mientras que en el extremo opuesto
se induce una carga positiva
La corriente generada es proporcional al área
de la placa y a la rapidez de la variación de la presión
aplicada ortogonalmente a la superficie de la placa.
Otra aplicación importante de la
piezoelectricidad resulta por cumplirse la propiedad inversa:
· Si la placa de material piezoeléctrico
se somete a una tensión variable, se comprime y se relaja, oscilando a
los impulsos de una señal eléctrica.
· Cuando esta placa está en contacto con
un fluido le transmite sus vibraciones y produce ultrasonidos.
La primera aplicación práctica de la
piezoelectricidad, que surge de la cualidad de transformar una señal mecánica
(presión) en una señal eléctrica (corriente eléctrica), es la del sonar.
La carga eléctrica creada por un cristal
piezoeléctrico es muy pequeña. Para compensar esto por lo general se usan en
aplicaciones de alta repetición. Un método que usa esta energía para crear
electricidad se vale del potencial personal humano. La gente se mueve miles de
veces al día. Los cristales piezoeléctricos pueden incrustarse en objetos de
uso cotidiano como los zapatos. Cada vez que una persona da un paso el cristal
genera una pequeña carga. Con el
tiempo y después de miles de pasos, esas pequeñas cargas se acumulan hasta que la
cantidad se vuelve significativa. Esta energía puede usarse para alimentar
dispositivos electrónicos personales, como teléfonos celulares y reproductores de MP3 completamente cargados.
0 comentarios:
Publicar un comentario