Piezoelektrik Nedir ? Piezoelektrik Etki ?

Piezoelektrik Etki

Piezoelektrik , 1880 yılında, iki Fransız bilim adamı Jacques ve Pierre Curie kardeşler tarafından bulunmuştur. İlk olarak kuvars ve bazı kristallere uygulanan basıncın belirli bir malzeme üzerinde elektrik yükü oluşturduğunu fark ettiler ve bu sayede piezoelektrik etki hakkında ilk bulguları edindiler. Daha sonra bu garip ve bilimsel olayı piezo elektrik etkisi olarak tanımladılar.

Curie kardeşler bu olayın hemen ardından ters piezo elektrik etkiyide keşfetmişlerdir. Kristal kablolara elektrik alanına maruz bırakıldığında, elektrik alanı kristal kabloların malformasyona veya bozulmasına sebep oldu ve bununla birlikte şimdilerde ters piezo elektrik etkisi olarak adlandırılan durumu doğrulamış oldular.

Piezoelektrik kelimesi, Yunancada sıkıştırmak ve basmak anlamına gelen piezo kelimesinden gelir. Elektrik kelimesi ise Yunancada amber (kehribar) demektir. Amber ayrıca bir elektrik yük kaynağıdır.

Günümüzde birçok elektronik cihaz piezoelektrik kullanır. Örneğin, akıllı telefonunuzdan bir ses tanıma yazılımı veya Siri gibi bir akıllı asistan kullandığınızda, konuşmakta olduğunuz mikrofon muhtemelen piezoelektrik kullanıyordur. Bilgisayar veya telefonunuzda bulunan piezo kristal sesinizi ses enerjisine çevirerek elektrik sinyallerine dönüştürür. Tüm bunlar piezo elektrik etki sayesinde gerçekleşir.

Piezoelektriğin geliştirilmesi ile birlikte daha çeşitli ve gelişmiş teknolojilerin keşfide artabilir. Örneğin, güçlü sonar ”sonobuoy” hassas küçük mikrofonlar ve seramik ses tonu dönüştürücüler, piezoelektrikle mümkün hale gelmiştir. Günümüzde de piezo elektrik elektrik malzemelerin ve cihazların gelişiminin giderek arttığını görmekteyiz.

Doğru Piezoelektrik

Yukarıda bahsettiğimiz gibi piezoelektrik malzemeye basınç uygulandığında elektrik üretir. Alttaki görselde şematik olarak bunu görebilirsiniz.

Piezoseramik malzeme ( iletken olmayan piezo elektrik seramik veya kristal) iki metal plaka arasına yerleştirilir. Piezoelektrik etkisi meydana getirebilmek için sıkıştırılacak veya sıkılacak malzemeye ihtiyaç vardır. Piezo elektrik seramik malzemeye uygulanan mekanik baskı ile birlikte elektrik üretir.

Yukarıdaki görselde görüldüğü üzere malzemenin tüm boyutu üzerinde voltaj potansiyeli vardır. İki metal plaka piezo elektrik malzemeyi sarar. Bu metal plakalar voltaj oluşturan yükleri toplar. Bu sayede piezoelektrik etki bir minyatür pil gibi davranır, çünkü elektrik üretir. İşte bu durum doğru piezo elektrik etki olarak adlandırılır. Doğru piezo elektrik etkiyi kullanan cihazlar arasında mikrofonlar, basınç sensörleri, hidrofonlar ve diğer algılama cihazları bulunmaktadır.

Ters Piezoelektrik Etki

Piezo elektrik ters yönde uygulanabilir ve bu ters piezo elektrik olarak adlandırılır. Bu durum aşağıdaki resimde görüldüğü üzere bir piezo elektrik kristalin genleşmesini veya küçülmesini sağlamak için voltaj verilerek uygulanır. Ters piezo elektrik etki elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için kullanılır.

Ters piezo elektrik etki, akustik ses üreten cihazlar üzerinde geliştirmeler yapmak için kullanılabilir. Piezo elektrik ile çalışan akustik ses cihazlarına örnek olarak hoparlörler ve buzzer (vibratör) verilebilir. Bu hoparlörlerin avantajı ise çok ince ve küçük olması, bu nedenle telefonlarda kullanışlı olmasını sağlıyor. Bunun yanında tıbbi ultrason ve sonar güç çeviricilerde bile ters piezo elektrik etki kullanılmaktadır. Akustik olmayan ters piezo elektrik cihazların içerisinde motor ve akümülatör bulunmaktadır.

Bu yazımızda sizlere piezoelektrik etkiden basit bir anlatım ile bahsetmeye çalıştık. Umarız bu önemli buluşun gelişimi arttırılarak gelecekte elektrik enerjisi ve mekanik enerji üretim alanında daha fazla role sahip olur.