La diferència clau entre la magnetostricció i l'efecte piezoelèctric és que l'efecte piezoelèctric pot provocar la conversió directa d'energia elèctrica en energia mecànica, mentre que l'efecte piezoelèctric pot convertir l'energia d'un camp magnètic en energia mecànica.
La magnetostricció és una propietat dels materials magnètics que pot fer que aquests materials canviïn de forma o dimensió durant el procés de magnetització. Piezoelèctric es refereix a la propietat de certs materials sòlids que poden acumular càrrega elèctrica després de l'aplicació d'una tensió mecànica.
Què és la magnetostricció?
La magnetostricció és una propietat dels materials magnètics que pot fer que aquests materials canviïn de forma o dimensió durant el procés de magnetització. Normalment, la magnetització d'un material té variacions, que es produeixen a causa del camp magnètic aplicat que canvia la tensió de magnetostricció fins que s'assoleix el valor de saturació.
Figura 01: un transductor compost de materials magnetoestrictors
L'efecte de la magnetostricció provoca la pèrdua d'energia que es produeix a causa de l'escalfament per fricció en nuclis ferromagnètics susceptibles. A més, aquest efecte és responsable del so de brunzit agut que prové dels transformadors. Això es deu al fet que els corrents alternatius oscil·lants tendeixen a produir un camp magnètic canviant.
Típicament, un material magnètic té àrees anomenades dominis, cadascuna amb una magnetització uniforme. Si apliquem un camp magnètic, els límits entre els dominis tendeixen a desplaçar-se mentre els dominis giren. Aquests dos efectes poden provocar un canvi en les dimensions del material.
Què és l'efecte piezoelèctric?
Piezoelèctric es refereix a la propietat de certs materials sòlids que poden acumular càrrega elèctrica després de l'aplicació d'una tensió mecànica. En altres paraules, es refereix a l'electricitat resultant de la pressió i la calor latent. Aquest terme prové del grec, on piezin significa estrènyer o premsa i elektron significa ambre (una font primerenca de càrrega elèctrica). Aquesta propietat s'anomena piezoelectricitat i els materials que mostren aquesta propietat inclouen cristalls, determinades ceràmiques i matèria biològica com ara ossos, ADN i diverses proteïnes.
Figura 02: un equilibri piezoelèctric
Típicament, l'efecte piezoelèctric pot conduir a la interacció electromecànica lineal entre els estats mecànics i elèctrics en materials cristal·lins que no tenen simetria d'inversió. A més, aquest efecte és reversible, ja que els materials que poden mostrar l'efecte piezoelèctric també poden mostrar el contrari de l'efecte (és la generació d'una deformació mecànica que prové d'un camp elèctric aplicat).
La naturalesa de l'efecte piezoelèctric és molt semblant a la del moment dipolar elèctric en sòlids. Podem calcular fàcilment la densitat o polarització del dipol sumant els moments dipolars per volum de la cèl·lula unitat cristal·logràfica. Normalment, els dipols veïns tendeixen a alinear-se en regions conegudes com a dominis de Weiss. Aquest procés d'alineació s'anomena poling, on s'aplica un fort camp elèctric a través dels materials a temperatures elevades. No obstant això, tots els materials piezoelèctrics no es poden connectar.
Quina diferència hi ha entre la magnetostricció i l'efecte piezoelèctric?
La magnetostricció i l'efecte piezoelèctric són conceptes químics importants. La diferència clau entre la magnetostricció i l'efecte piezoelèctric és que l'efecte piezoelèctric pot provocar la conversió directa d'energia elèctrica en energia mecànica, mentre que l'efecte piezoelèctric pot convertir l'energia d'un camp magnètic en energia mecànica..
La infografia següent presenta les diferències entre la magnetostricció i l'efecte piezoelèctric en forma de taula per comparar-les.
Resum – Magnetostricció i efecte piezoelèctric
La magnetostricció és una propietat dels materials magnètics que pot fer que aquests materials canviïn de forma o dimensió durant el procés de magnetització. Piezoelèctric es refereix a la propietat de certs materials sòlids on aquests materials poden acumular la càrrega elèctrica després de l'aplicació d'una tensió mecànica. La diferència clau entre la magnetostricció i l'efecte piezoelèctric és que l'efecte piezoelèctric pot provocar la conversió directa d'energia elèctrica en energia mecànica, mentre que l'efecte piezoelèctric pot convertir l'energia d'un camp magnètic en energia mecànica..
