Kľúčový rozdiel medzi magnetostrikciou a piezoelektrickým efektom je v tom, že piezoelektrický efekt môže spôsobiť priamu premenu elektrickej energie na mechanickú energiu, zatiaľ čo piezoelektrický efekt môže premeniť energiu v magnetickom poli na mechanickú energiu.
Magnetostrikcia je vlastnosť magnetických materiálov, ktorá môže spôsobiť, že tieto materiály počas procesu magnetizácie zmenia svoj tvar alebo rozmery. Piezoelektrikum označuje vlastnosť určitých pevných materiálov, ktoré môžu akumulovať elektrický náboj pri aplikácii mechanického namáhania.
Čo je magnetostrikcia?
Magnetostrikcia je vlastnosť magnetických materiálov, ktorá môže spôsobiť, že tieto materiály počas procesu magnetizácie zmenia svoj tvar alebo rozmery. Typicky má magnetizácia materiálu odchýlky, ku ktorým dochádza v dôsledku aplikovaného magnetického poľa, ktoré mení magnetostrikčné napätie, až kým sa nedosiahne hodnota nasýtenia.
Obrázok 01: Prevodník zložený z magnetostrikčných materiálov
Účinok magnetostrikcie spôsobuje stratu energie, ku ktorej dochádza v dôsledku zahrievania trením v citlivých feromagnetických jadrách. Okrem toho je tento efekt zodpovedný za nízky bzučivý zvuk, ktorý pochádza z transformátorov. Je to preto, že oscilujúce striedavé prúdy majú tendenciu vytvárať meniace sa magnetické pole.
Magnetický materiál má zvyčajne oblasti nazývané domény, z ktorých každá má jednotnú magnetizáciu. Ak aplikujeme magnetické pole, hranice medzi doménami majú tendenciu sa posúvať, zatiaľ čo domény rotujú. Tieto dva efekty môžu spôsobiť zmenu rozmerov materiálu.
Čo je piezoelektrický efekt?
Piezoelektrikum označuje vlastnosť určitých pevných materiálov, ktoré môžu akumulovať elektrický náboj pri pôsobení mechanického namáhania. Inými slovami, vzťahuje sa na elektrinu, ktorá je výsledkom tlaku a latentného tepla. Tento výraz pochádza z gréčtiny, kde piezin znamená stlačiť alebo stlačiť a elektron znamená jantár (prvý zdroj elektrického náboja). Táto vlastnosť sa nazýva piezoelektrina a materiály vykazujúce túto vlastnosť zahŕňajú kryštály, určitú keramiku a biologickú hmotu, ako sú kosti, DNA a rôzne proteíny.
Obrázok 02: Piezoelektrické váhy
Piezoelektrický efekt môže zvyčajne viesť k lineárnej elektromechanickej interakcii medzi mechanickým a elektrickým stavom v kryštalických materiáloch, ktoré nemajú inverznú symetriu. Okrem toho je tento efekt reverzibilný, pretože materiály, ktoré môžu vykazovať piezoelektrický efekt, môžu vykazovať aj opačný efekt (je to generovanie mechanického napätia, ktoré pochádza z aplikovaného elektrického poľa).
Povaha piezoelektrického javu je veľmi podobná elektrickému dipólovému momentu v pevných látkach. Môžeme ľahko vypočítať dipólovú hustotu alebo polarizáciu sčítaním dipólových momentov na objem kryštalografickej základnej bunky. Zvyčajne majú susedné dipóly tendenciu zarovnávať sa v oblastiach známych ako Weissove domény. Tento proces zarovnania sa nazýva poling, kde sa na materiály pri zvýšených teplotách aplikuje silné elektrické pole. Všetky piezoelektrické materiály však nemožno pólovať.
Aký je rozdiel medzi magnetostrikciou a piezoelektrickým efektom?
Magnetostrikcia a piezoelektrický efekt sú dôležité chemické pojmy. Kľúčový rozdiel medzi magnetostrikciou a piezoelektrickým efektom je v tom, že piezoelektrický efekt môže spôsobiť priamu premenu elektrickej energie na mechanickú energiu, zatiaľ čo piezoelektrický efekt môže premeniť energiu v magnetickom poli na mechanickú energiu.
Nižšie uvedená infografika predstavuje rozdiely medzi magnetostrikciou a piezoelektrickým efektom v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Magnetostrikcia vs piezoelektrický efekt
Magnetostrikcia je vlastnosť magnetických materiálov, ktorá môže spôsobiť, že tieto materiály počas procesu magnetizácie zmenia svoj tvar alebo rozmery. Piezoelektrické sa týka vlastnosti určitých pevných materiálov, kde tieto materiály môžu akumulovať elektrický náboj pri aplikácii mechanického namáhania. Kľúčový rozdiel medzi magnetostrikciou a piezoelektrickým efektom je v tom, že piezoelektrický efekt môže spôsobiť priamu premenu elektrickej energie na mechanickú energiu, zatiaľ čo piezoelektrický efekt môže premeniť energiu v magnetickom poli na mechanickú energiu.
