Nyckelskillnaden mellan magnetostriktion och piezoelektrisk effekt är att piezoelektrisk effekt kan orsaka direkt omvandling av elektrisk energi till mekanisk energi, medan piezoelektrisk effekt kan omvandla energin i ett magnetfält till mekanisk energi.
Magnetostriktion är en egenskap hos magnetiska material som kan få dessa material att ändra form eller dimension under magnetiseringsprocessen. Piezoelektrisk hänvisar till egenskaperna hos vissa fasta material som kan ackumulera elektrisk laddning vid applicering av mekanisk påfrestning.
Vad är magnetostriktion?
Magnetostriktion är en egenskap hos magnetiska material som kan få dessa material att ändra form eller dimension under magnetiseringsprocessen. Typiskt har magnetiseringen av ett material variationer som uppstår på grund av det applicerade magnetfältet som ändrar magnetostriktionspåkänningen tills mättnadsvärdet uppnås.
Figur 01: En givare som består av magnetostriktiva material
Effekten av magnetostriktion orsakar energiförlust som uppstår på grund av friktionsuppvärmning i känsliga ferromagnetiska kärnor. Dessutom är denna effekt ansvarig för det låga brummande ljudet som kommer från transformatorer. Detta beror på att oscillerande växelströmsströmmar tenderar att producera ett föränderligt magnetfält.
Vanligtvis har ett magnetiskt material områden som kallas domäner, var och en har en enhetlig magnetisering. Om vi applicerar ett magnetfält tenderar gränserna mellan domänerna att förskjutas medan domänerna roterar. Dessa två effekter kan orsaka en förändring av materialets dimensioner.
Vad är piezoelektrisk effekt?
Piezoelektrisk hänvisar till egenskaperna hos vissa fasta material som kan ackumulera elektrisk laddning vid applicering av mekanisk påfrestning. Med andra ord hänvisar det till den elektricitet som härrör från tryck och latent värme. Denna term kommer från grekiskan, där piezin betyder pressa eller pressa och elektron betyder bärnsten (en tidig källa till elektrisk laddning). Den här egenskapen kallas piezoelektricitet, och materialen som visar denna egenskap inkluderar kristaller, viss keramik och biologiskt material som ben, DNA och olika proteiner.
Figur 02: En piezoelektrisk balans
Vanligtvis kan den piezoelektriska effekten leda till den linjära elektromekaniska interaktionen mellan de mekaniska och elektriska tillstånden i kristallina material utan inversionssymmetri. Dessutom är denna effekt reversibel eftersom material som kan visa den piezoelektriska effekten också kan uppvisa den omvända effekten (det är genereringen av en mekanisk påkänning som kommer från ett applicerat elektriskt fält).
Den piezoelektriska effektens natur liknar den för det elektriska dipolmomentet i fasta ämnen. Vi kan enkelt beräkna dipoldensitet eller polarisation genom att summera dipolmomenten per volym av den kristallografiska enhetscellen. Vanligtvis tenderar angränsande dipoler att anpassa sig i regioner kända som Weiss-domäner. Denna inriktningsprocess kallas poling, där ett starkt elektriskt fält appliceras över materialen vid förhöjda temperaturer. Allt piezoelektriskt material kan dock inte polas.
Vad är skillnaden mellan magnetostriktion och piezoelektrisk effekt?
Magnetostriktion och piezoelektrisk effekt är viktiga kemiska begrepp. Den viktigaste skillnaden mellan magnetostriktion och piezoelektrisk effekt är att piezoelektrisk effekt kan orsaka direkt omvandling av elektrisk energi till mekanisk energi, medan piezoelektrisk effekt kan omvandla energin i ett magnetfält till mekanisk energi.
Infografiken nedan visar skillnaderna mellan magnetostriktion och piezoelektrisk effekt i tabellform för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – Magnetostriktion vs piezoelektrisk effekt
Magnetostriktion är en egenskap hos magnetiska material som kan få dessa material att ändra form eller dimension under magnetiseringsprocessen. Piezoelektrisk hänvisar till egenskaperna hos vissa fasta material där dessa material kan ackumulera den elektriska laddningen vid applicering av mekanisk påkänning. Den viktigaste skillnaden mellan magnetostriktion och piezoelektrisk effekt är att piezoelektrisk effekt kan orsaka direkt omvandling av elektrisk energi till mekanisk energi, medan piezoelektrisk effekt kan omvandla energin i ett magnetfält till mekanisk energi.
