Ключовата разлика между магнитострикцията и пиезоелектричния ефект е, че пиезоелектричният ефект може да предизвика директно преобразуване на електрическа енергия в механична енергия, докато пиезоелектричният ефект може да преобразува енергията в магнитно поле в механична енергия.
Магнитострикцията е свойство на магнитните материали, което може да накара тези материали да променят формата или размерите си по време на процеса на намагнитване. Пиезоелектричността се отнася до свойството на определени твърди материали, които могат да натрупват електрически заряд при прилагане на механично напрежение.
Какво е магнитострикция?
Магнитострикцията е свойство на магнитните материали, което може да накара тези материали да променят формата или размерите си по време на процеса на намагнитване. Обикновено намагнитването на даден материал има вариации, които възникват поради приложеното магнитно поле, което променя напрежението на магнитострикция, докато се достигне стойността на насищане.
Фигура 01: Преобразувател, съставен от магнитострикционни материали
Ефектът на магнитострикцията причинява загуба на енергия, която се случва поради нагряването при триене в податливите феромагнитни сърцевини. Освен това този ефект е отговорен за тихия бръмчащ звук, който идва от трансформаторите. Това е така, защото осцилиращите променливотокови токове са склонни да произвеждат променящо се магнитно поле.
Обикновено магнитният материал има области, наречени домейни, всяка от които има еднакво намагнитване. Ако приложим магнитно поле, границите между домейните са склонни да се изместват, докато домейните се въртят. Тези два ефекта могат да причинят промяна в размерите на материала.
Какво е пиезоелектричен ефект?
Пиезоелектричността се отнася до свойството на някои твърди материали, които могат да натрупват електрически заряд при прилагане на механично напрежение. С други думи, това се отнася до електричеството, получено от налягане и латентна топлина. Този термин произхожда от гръцки, където piezin означава изстискване или натискане, а elektron означава кехлибар (ранен източник на електрически заряд). Това свойство се нарича пиезоелектричество и материалите, показващи това свойство, включват кристали, определена керамика и биологична материя като кости, ДНК и различни протеини.
Фигура 02: Пиезоелектричен баланс
Обикновено пиезоелектричният ефект може да доведе до линейно електромеханично взаимодействие между механичните и електрическите състояния в кристални материали, които нямат инверсионна симетрия. Освен това този ефект е обратим, тъй като материалите, които могат да покажат пиезоелектричния ефект, могат също да покажат обратния ефект (това е генериране на механично напрежение, което идва от приложено електрическо поле).
Природата на пиезоелектричния ефект е много подобна на тази на електрическия диполен момент в твърди тела. Можем лесно да изчислим диполната плътност или поляризацията, като сумираме диполните моменти за обем на кристалографската единична клетка. Обикновено съседните диполи са склонни да се подравняват в области, известни като домейни на Вайс. Този процес на подравняване се нарича полинг, при който върху материалите се прилага силно електрическо поле при повишени температури. Всички пиезоелектрични материали обаче не могат да бъдат полюсвани.
Каква е разликата между магнитострикция и пиезоелектричен ефект?
Магнитострикцията и пиезоелектричният ефект са важни химически понятия. Ключовата разлика между магнитострикцията и пиезоелектричния ефект е, че пиезоелектричният ефект може да причини директно преобразуване на електрическа енергия в механична енергия, докато пиезоелектричният ефект може да преобразува енергията в магнитно поле в механична енергия.
Инфографиката по-долу представя разликите между магнитострикцията и пиезоелектричния ефект в таблична форма за сравнение едно до друго.
Обобщение – Магнитострикция срещу пиезоелектричен ефект
Магнитострикцията е свойство на магнитните материали, което може да накара тези материали да променят формата или размерите си по време на процеса на намагнитване. Пиезоелектричността се отнася до свойството на определени твърди материали, при което тези материали могат да натрупват електрически заряд при прилагане на механично напрежение. Ключовата разлика между магнитострикцията и пиезоелектричния ефект е, че пиезоелектричният ефект може да причини директно преобразуване на електрическа енергия в механична енергия, докато пиезоелектричният ефект може да преобразува енергията в магнитно поле в механична енергия.
