Materiais piezoelétricos (304) (ALM392)

O que é:

Propriedade que se manifesta nos materiais que se tornam polarizados quando ocorre uma deformação homogênea.

 

Descrição:

Essa é uma propriedade que caracteriza os denominados materiais PIEZOELÉTRICOS, conforme mostra a figura 1.

 


 

 

O que ocorre então é que o material manifestará um campo elétrico interno sob a ação de forças que o deformam.

Da mesma forma, o efeito inverso, denominado eletrostrição, ocorre com este material: quando o submetemos a um campo elétrico ele se deforma.

As variações das dimensões do material com a ação do campo elétrico mudam muito, e também depende da orientação do eixo de simetria do material.

Isso significa que aplicando um campo elétrico através de placas fixadas na superfície de um cristal piezoelétrico pode-se obter diversos tipos de deformações.

Dentre os materiais que apresentam essas propriedades podemos citar o cristal de quartzo, o sal de Rochelle, o titanato de bário, além de outros.

No caso específico do cristal de quartzo, se o excitarmos com placas de metal formando assim um capacitor e usarmos uma corrente de alta freqüência, formam-se ondas estacionárias na freqüência de ressonância, conforme mostra a figura 2.

 


 

 

Esta freqüência de ressonância, na qual o cristal tenderá a oscilar depende das dimensões do cristal e da sua orientação.

Isso significa que podemos usar este dispositivo como um preciso controle de freqüência, cujo valor depende de diversos fatores, como as dimensões do cristal, sua orientação e sua forma de vibração, já que as ondas estacionárias podem ocorrer também em freqüências harmônicas.

Dizemos neste caso que o cristal opera em sobretons ou harmônicas.

O cristal de quartzo é formado por átomos de silício e oxigênio numa estrutura do tipo mostrado na figura 3.

 


 

 

O aparecimento de um campo elétrico nesse material ocorre quando ele é comprimido ou distendido no sentido longitudinal, deslocando as cargas positivas em relação as cargas negativas.

O deslocamento das cargas numa célula do cristal é extremamente pequeno, da ordem de 10 elevado ao expoente negativo -24 centímetros, o que torna extremamente difícil a realização de medidas.

Dentre as aplicações para tais materiais destacamos os transdutores cerâmicos, os cristais de quartzo, os filtros cerâmicos, os ressonadores cerâmicos e os geradores de alta tensão por impacto.

 

Temas Abordados:

* Piezoelétricos

* Cristais piezoelétricos

* Piezoeletricidade

 

Ver Também:

* Cristais

* Efeito piezoelétrico

 

 


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