压电晶体展示
输出电压 V: 0.00 V
形变量 Δt: 0.00 mm
电场强度 E: 0.00 V/mm
电荷分布
正电荷 (+)
负电荷 (-)
参数控制
机械力参数
晶体参数
压电材料
显示选项
快速预设
压电效应公式
正压电效应
V = g × t × F
E = V/t
E = V/t
压电效应的应用
打火机 (正压电)
按压产生高压电,点燃燃气
蜂鸣器 (逆压电)
电压变化产生振动发声
压力传感器
测量压力变化输出电信号
石英钟
精确振荡计时
什么是压电效应?
压电效应是某些材料(如石英、PZT陶瓷)在机械应力作用下产生电荷(正压电效应),或在电场作用下产生机械形变(逆压电效应)的现象。这一效应于1880年由居里兄弟发现,广泛应用于传感器、致动器、频率控制等领域。
正压电效应
当对压电材料施加机械力时,材料内部正负电荷中心发生相对位移,导致在材料表面产生感应电荷。产生的电压与施加的力成正比:V = g × t × F,其中g是压电电压常数,t是材料厚度,F是施加的力。
逆压电效应
当对压电材料施加电场时,材料内部电偶极子发生重新排列,导致材料产生机械形变。形变量与施加的电压成正比:Δt = d × V × L,其中d是压电电荷常数,V是施加电压,L是材料长度。
压电机制
压电效应源于材料晶胞中缺乏对称中心。在没有外力作用时,正负电荷中心重合,材料不显极性。当施加机械力时,晶格变形导致电荷中心分离,产生电极化。同样地,施加电场也会导致晶格变形,产生机械应变。