Люди постоянно пытались более оптимально расходовать электро-ресурсы. Постепенно эти попытки привели к появлению альтернативной электроэнергии и множества устройств для преобразования, хранения и использования энергии природы. Все более разумно и скрупулезно расходуется энергия с каждого источника.
Так в далёком 1880 году братья Кюри – Джексон и Пьер – сделали интересное открытие. Они начали описывать и объяснять понятие пьезоэлектричества. Пьезоэлектричество – электрическая энергия, которая получена путём преобразования механической энергии сжатия.
Иными словами, люди научились использовать различные колебания и изменения формы поверхностей в своих целях.
После открытия братьев, начали масштабно проводится опыты и разработки устройств для получения пьезоэлектричества. Особенно во время развития микроэлектроники и промышленности медицинского оборудования.
Где применяется пьезоэлектричество
На сегодняшний день сфера применения пьзоэлементов – преобразователей, не столь обширна, как хотелось бы. Но, в некоторых приборах и инженерных системах (особенно электроника и радиотехника) они незаменимы.
Слуховой аппарат пьезоэлектрический. Фото: amazon.com
Первый и наиболее популярный пример использования – пьезозажигалка, где используется искра для получения огня путем нажатия на элемент пальцем.
Все мы видели и пользовались приёмными звуковыми устройствами. Но, мало кто догадывался, что там присутствуют пьезоэлементы. Их роль выполняет мембрана микрофона или сонара, которая преобразовывает колебания воздуха или воды в электрический разряд.
Измерительная аппаратура. Пьезоэлектричество применяется в разного рода датчиках, сенсорах и измерительных приборах.
Без данного эффекта не могут обойтись и некоторые бытовые приборы (умная техника) или оргтехника (например, принтер для подачи чернил). Пьезоэффект активно используется в медицинском оборудовании, оптических инструментах, сложных инженерных системах…
Обратный пьезоэффект (преобразование электрической энергии в механическую – изменение формы) незаменим для многих оптических и медицинских приборов, где важна повышенная точность в изменении формы и положения. Также он используется в системах оповещения и звуковых приборах (музыкальные открытки, игрушки, рупор, «говорящие» элементы электроники и прочих бытовых приборов).
Как видно, во многих приборах используется прямой и обратный пьезоэффект одновременно.
Известны случаи разработок и попыток применения в опытных образцах (обувь, дорожное полотно, спортивные тренажеры, педали велосипеда…). Но, это скорее единичные случаи. Они ещё не столь практичны и имеют относительно небольшой срок использования (малая износостойкость).