Ključna razlika između magnetostrikcije i piezoelektričnog učinka je u tome što piezoelektrični učinak može uzrokovati izravnu pretvorbu električne energije u mehaničku energiju, dok piezoelektrični učinak može pretvoriti energiju u magnetskom polju u mehaničku energiju.
Magnetostrikcija je svojstvo magnetskih materijala koje može uzrokovati promjenu oblika ili dimenzija tih materijala tijekom procesa magnetiziranja. Piezoelektrika se odnosi na svojstvo određenih čvrstih materijala koji mogu akumulirati električni naboj nakon primjene mehaničkog naprezanja.
Što je magnetostrikcija?
Magnetostrikcija je svojstvo magnetskih materijala koje može uzrokovati promjenu oblika ili dimenzija tih materijala tijekom procesa magnetiziranja. Tipično, magnetizacija materijala ima varijacije koje se javljaju zbog primijenjenog magnetskog polja koje mijenja magnetostrikcijsko naprezanje dok se ne postigne vrijednost zasićenja.
Slika 01: Pretvornik sastavljen od magnetostriktivnih materijala
Učinak magnetostrikcije uzrokuje gubitak energije koji se događa zbog zagrijavanja trenjem u osjetljivim feromagnetskim jezgrama. Štoviše, ovaj je efekt odgovoran za tiho brujanje koje dolazi iz transformatora. To je zato što oscilirajuće izmjenične struje stvaraju promjenjivo magnetsko polje.
Tipično, magnetski materijal ima područja koja se nazivaju domene, a svaka ima jednoliku magnetizaciju. Ako primijenimo magnetsko polje, granice između domena imaju tendenciju pomicanja dok se domene okreću. Ova dva učinka mogu uzrokovati promjenu dimenzija materijala.
Što je piezoelektrični efekt?
Pijezoelektrični odnosi se na svojstvo određenih čvrstih materijala koji mogu akumulirati električni naboj nakon primjene mehaničkog naprezanja. Drugim riječima, odnosi se na električnu energiju koja nastaje uslijed pritiska i latentne topline. Ovaj izraz potječe iz grčkog, gdje piezin znači stiskanje ili prešanje, a elektron znači jantar (rani izvor električnog naboja). Ovo se svojstvo naziva piezoelektričnost, a materijali koji pokazuju to svojstvo uključuju kristale, određenu keramiku i biološku tvar kao što su kosti, DNK i razni proteini.
Slika 02: Piezoelektrična vaga
Tipično, piezoelektrični učinak može dovesti do linearne elektromehaničke interakcije između mehaničkih i električnih stanja u kristalnim materijalima koji nemaju inverzijsku simetriju. Štoviše, ovaj je učinak reverzibilan jer materijali koji mogu pokazati piezoelektrični učinak također mogu pokazati obrnuti učinak (to je stvaranje mehaničkog naprezanja koje dolazi od primijenjenog električnog polja).
Priroda piezoelektričnog učinka vrlo je slična onoj električnog dipolnog momenta u čvrstim tijelima. Lako možemo izračunati gustoću dipola ili polarizaciju zbrajanjem dipolnih momenata po volumenu kristalografske jedinične ćelije. Obično se susjedni dipoli nastoje poravnati u regijama poznatim kao Weissove domene. Ovaj proces poravnanja naziva se poliranje, gdje se snažno električno polje primjenjuje preko materijala na povišenim temperaturama. Međutim, svi piezoelektrični materijali ne mogu biti polirani.
Koja je razlika između magnetostrikcije i piezoelektričnog efekta?
Magnetostrikcija i piezoelektrični učinak važni su kemijski pojmovi. Ključna razlika između magnetostrikcije i piezoelektričnog učinka je u tome što piezoelektrični učinak može uzrokovati izravnu pretvorbu električne energije u mehaničku energiju, dok piezoelektrični učinak može pretvoriti energiju u magnetskom polju u mehaničku energiju.
Sljedeća infografika prikazuje razlike između magnetostrikcije i piezoelektričnog efekta u tabličnom obliku za usporedbu.
Sažetak – Magnetostrikcija nasuprot piezoelektričnom učinku
Magnetostrikcija je svojstvo magnetskih materijala koje može uzrokovati promjenu oblika ili dimenzija tih materijala tijekom procesa magnetiziranja. Piezoelektričnost se odnosi na svojstvo određenih čvrstih materijala gdje ti materijali mogu akumulirati električni naboj nakon primjene mehaničkog naprezanja. Ključna razlika između magnetostrikcije i piezoelektričnog učinka je u tome što piezoelektrični učinak može uzrokovati izravnu pretvorbu električne energije u mehaničku energiju, dok piezoelektrični učinak može pretvoriti energiju u magnetskom polju u mehaničku energiju.
