Petermann technologie lexicon

Omgekeerd piëzo-effect (gebruikt met oscillerende kwartskristallen)

Benje bekend met de piëzo-aansteker? Je drukt op de trekker zodat er een vonk wordt geproduceerd door een piëzo-element, dat vervolgens het ontsnappende gas ontsteekt.

Met oscillerende kwartskristallen is het omgekeerd piëzo-effect gebruikt. Dit betekent dat de resonator in trilling wordt gebracht door een externe spanning aan te leggen.

Het omgekeerde piëzo-effect beschrijft de eigenschap van bepaalde kristallijne materialen - vooral kwarts (SiO₂) - om mechanisch te vervormen wanneer er een elektrische spanning op wordt gezet. Dit is evenredig met de toegepaste elektrische veldsterkte en hangt af van de kristaloriëntatie.

Hoe oscillerende kwartskristallen werken

Dit effect wordt gebruikt in een trillend kwartskristal:

Als er een wisselspanning op de elektroden van een kwartskristal wordt gezet, begint het mechanisch te trillen als gevolg van het omgekeerde piëzo-effect. De frequentie van deze trilling hangt af van de geometrische eigenschappen (bijv. dikte en snijhoek) van het kwartskristal en ligt meestal in het kHz- tot MHz-bereik.

Betekenis

Deze mechanische oscillatie is uiterst stabiel en nauwkeurig. Dit maakt kwartskristallen ideaal als klokgeneratoren in elektronische schakelingen - bijvoorbeeld in klokken, microcontrollers, communicatieapparaten en frequentiegeneratoren.

Van ontdekking tot toepassing: De weg van het piëzo-effect

Ontdekking van het piëzo-elektrisch effect

- Ontdekker: Jacques en Pierre Curie

- Jaar: 1880

- Beschrijving: De gebroeders Curie ontdekten dat bepaalde kristallen (bijv. kwarts, toermalijn, topaas) elektrische ladingen genereren op hun oppervlak tijdens mechanische vervorming - dit effect werd bekend als het directe piëzo-elektrische effect.

 


 

Voorspelling van het omgekeerde piëzo-elektrisch effect

- Theoreticus: Gabriel Lippmann

- Jaar: 1881

- Beschrijving: Lippmann theoretiseerde dat vanwege de omkeerbaarheid van fysische processen, het omgekeerde effect ook moet bestaan: Een elektrische spanning moet een mechanische vervorming in het kristal veroorzaken.

 


 

Experimentele bevestiging van het omgekeerde effect

- Onderzoekers: Jacques en Pierre Curie

- Jaar: 1881

- Beschrijving: Kort na de voorspelling van Lippmann bevestigden de gebroeders Curie experimenteel dat kristallen inderdaad mechanisch vervormen onder elektrische spanning - het omgekeerde piëzo-elektrische effect werd daarmee bewezen.

 


 

Het is erg opwindend om te horen dat oscillerend kwarts een basistechnologie gebruikt die meer dan 145 jaar geleden door de gebroeders Curie werd ontdekt.

Als je nog vragen hebt, neem dan contact met ons op via info@petermann-technik.de of bel ons op +49/8191/305395. Onze experts horen graag van je.

Telefonisch contact

Onze frequentie-experts staan voor je klaar

Nu bellen

Schrijf ons

Stuur ons een e-mail - we helpen je graag verder

Schrijf ons nu