Ключевое различие между магнитострикцией и пьезоэлектрическим эффектом заключается в том, что пьезоэлектрический эффект может вызывать прямое преобразование электрической энергии в механическую, тогда как пьезоэлектрический эффект может преобразовывать энергию магнитного поля в механическую энергию.
Магнитострикция – это свойство магнитных материалов, которое может вызывать изменение формы или размеров этих материалов в процессе намагничивания. Пьезоэлектрический относится к свойству определенных твердых материалов, которые могут накапливать электрический заряд при приложении механического напряжения.
Что такое магнитострикция?
Магнитострикция – это свойство магнитных материалов, которое может вызывать изменение формы или размеров этих материалов в процессе намагничивания. Как правило, намагниченность материала имеет вариации, возникающие из-за приложенного магнитного поля, которое изменяет деформацию магнитострикции до тех пор, пока не будет достигнуто значение насыщения.
Рисунок 01: Преобразователь из магнитострикционных материалов
Эффект магнитострикции вызывает потери энергии, происходящие из-за фрикционного нагрева в восприимчивых ферромагнитных сердечниках. Более того, этот эффект отвечает за низкий гудящий звук, исходящий от трансформаторов. Это связано с тем, что колеблющиеся переменные токи имеют тенденцию создавать изменяющееся магнитное поле.
Как правило, магнитный материал имеет области, называемые доменами, каждая из которых имеет однородную намагниченность. Если мы приложим магнитное поле, границы между доменами будут смещаться, а домены вращаться. Эти два эффекта могут вызвать изменение размеров материала.
Что такое пьезоэлектрический эффект?
Пьезоэлектрический относится к свойству некоторых твердых материалов, которые могут накапливать электрический заряд при приложении механического напряжения. Другими словами, это относится к электричеству, возникающему в результате давления и скрытой теплоты. Этот термин происходит от греческого слова, где пьезин означает сжимать или давить, а электрон означает янтарь (ранний источник электрического заряда). Это свойство называется пьезоэлектричеством, и к материалам, проявляющим это свойство, относятся кристаллы, определенная керамика и биологические вещества, такие как кости, ДНК и различные белки..
Рисунок 02: Пьезоэлектрические весы
Как правило, пьезоэлектрический эффект может приводить к линейному электромеханическому взаимодействию между механическим и электрическим состояниями в кристаллических материалах, не имеющих инверсионной симметрии. Более того, этот эффект является обратимым, поскольку материалы, которые могут проявлять пьезоэлектрический эффект, также могут демонстрировать обратный эффект (это механическая деформация, возникающая из-за приложенного электрического поля).
Природа пьезоэлектрического эффекта очень похожа на природу электрического дипольного момента в твердых телах. Мы можем легко рассчитать дипольную плотность или поляризацию, суммируя дипольные моменты на объем элементарной кристаллографической ячейки. Обычно соседние диполи имеют тенденцию выравниваться в областях, известных как домены Вейсса. Этот процесс выравнивания называется поляризацией, когда к материалам прикладывается сильное электрическое поле при повышенных температурах. Однако не все пьезоэлектрические материалы могут быть поляризованы.
В чем разница между магнитострикцией и пьезоэлектрическим эффектом?
Магнитострикция и пьезоэлектрический эффект являются важными химическими понятиями. Ключевое различие между магнитострикцией и пьезоэлектрическим эффектом заключается в том, что пьезоэлектрический эффект может вызывать прямое преобразование электрической энергии в механическую, тогда как пьезоэлектрический эффект может преобразовывать энергию магнитного поля в механическую энергию.
Приведенная ниже инфографика представляет различия между магнитострикцией и пьезоэлектрическим эффектом в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – Магнитострикция против пьезоэлектрического эффекта
Магнитострикция – это свойство магнитных материалов, которое может вызывать изменение формы или размеров этих материалов в процессе намагничивания. Пьезоэлектрический относится к свойству определенных твердых материалов, когда эти материалы могут накапливать электрический заряд при приложении механического напряжения. Ключевое различие между магнитострикцией и пьезоэлектрическим эффектом заключается в том, что пьезоэлектрический эффект может вызывать прямое преобразование электрической энергии в механическую, тогда как пьезоэлектрический эффект может преобразовывать энергию магнитного поля в механическую энергию.
