圧電効果
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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/11/24 15:29 UTC 版)
圧電効果(あつでんこうか 英: piezoelectric effect)とは、物質(特に水晶や特定のセラミックス)に圧力(力)を加えると、圧力に比例した分極(表面電荷)が現れる現象。また、逆に電界を印加すると物質が変形する現象は逆圧電効果と言う。なお、これらの現象をまとめて圧電効果と呼ぶ場合もある。これらの現象を示す物質は圧電体と呼ばれ、ライターやガスコンロの点火、ソナー、スピーカー等に圧電素子として幅広く用いられている。圧電体は誘電体の一種である。
- ^ “piezoelectric” (英語). Etymology, origin and meaning of piezoelectric by etymonline. 2022年4月19日閲覧。
- ^ "On the Piezoelectric Effect of Bone", Eiichi Fukada and Iwao Yasuda, 1957 The Physical Society of Japan
- ^ "Electrical Properties of Bone", Roderic Lakes, University of Wisconsin–Madison
- ^ Becker, Robert O; Marino, Andrew A (1982). “Chapter 4: Electrical Properties of Biological Tissue (Piezoelectricity)”. Electromagnetism & Life. Albany, New York: State University of New York Press. ISBN 0-87395-560-9
- ^ Saito, Yasuyoshi; Takao, Hisaaki; Tanil, Toshihiko; Nonoyama, Tatsuhiko; Takatoril Kazumasa; Homma, Takahiko; Nagaya, Toshiatsu; Nakamura, Masaya (2004-11-04). “Lead-free piezoceramics”. Nature (Nature Publishing Group) 432 (7013): 81–87. Bibcode: 2004Natur.432...84S. doi:10.1038/nature03028. PMID 15516921 .
- ^ 圧電効果を利用して摩擦力の低減に成功 - 独立行政法人物質・材料研究機構
圧電性
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/11/19 01:18 UTC 版)
ポリマーは、非対称な電荷構造を持つとき、または光学活性な分子構造を持つとき、圧電性を示す。前者(電石)にはペルフルオロ(エチレン・プロピレン)共重合体(FEP)や、コロナ放電や電子線照射により電荷を注入したポリプロピレンがある。極性ポリマーや強誘電性ポリマーに電界を印加して双極子を配向させたものも電石である。一方、後者の代表例は生体高分子(骨、タンパク質、多糖類、DNA)である。 通常の極性ポリマーのフィルムでは分極処理(ポーリング)によって膜面に垂直に双極子が配向されると電石となり、その方向に電荷変化は起こる。したがって、ポーリングされた極性ポリマーフィルムに力が加えられると、配向方向に分極は生じる。力がどの方向であろうと、分極の方向は配向方向に限定されている。このため、極性ポリマーの圧電率は、主に応力方向の3成分で表される。また、極性ポリマーの圧電率と焦電率は残留分極(配向できる双極子の大きさと密度)に比例する。一方、光学活性ポリマーはポーリングされずとも、延伸されると分極活性を示す。光学活性ポリマーのフィルムは剪断応力を受けると膜の垂直方向に電荷を生じさせる。このため、圧電率は主に剪断方向の1成分のみで表される。光学活性ポリマーの圧電率と焦電率は、非対称変形できる双極子の大きさと密度に比例する。
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圧電性
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/04/16 06:45 UTC 版)
圧電体と呼ばれる特定の誘電体の結晶では、外部から加えられる交流的な振動や強い衝撃によって双極子の持つ分極に変化が加わり、空間電荷がこれを補正するまでの短時間だけ外部結晶表面に比較的高い電圧が生じる。この性質とその効果は「圧電性」や「圧電効果」と呼ばれる。圧電性は可逆的であり、圧電体の結晶は電圧、つまり外部から加えられる電界に応じて変形する。この逆の効果は「逆圧電効果」と呼ばれる。
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