Piezoelectricidad

Published On Aug-01-2017

Transcripción

Tratar de cerrar una caja de cartón llena de bolitas de anime artificial sin que se queden unas cuantas por fuera es casi imposible: al ejercer un poco de presión las bolitas saltarán y algunas quedarán por fuera. El movimiento de la tapa mueve el aire circundante, haciendo que dichas bolitas salten fuera de la caja y permanezcan allí al cerrar completamente la caja. Si abrimos y cerramos de nuevo la tapa, saltarán otras bolitas que quedarán por fuera al cerrar la tapa, tal como en el primer caso.

Un fenómeno con el mismo comportamiento es el de la “piezoelectricidad”, en el cual cargas eléctricas salen de algunos materiales que, al recibir presión externa, producen una corriente eléctrica también externa. Por otra parte, el mencionado fenómeno no es tan simple como el de las bolitas de anime artificial. La presión produce en dichos materiales una separación entre las cargas positivas y negativas, dando lugar a una polarización eléctrica en su masa, llamada “momento dipolar”, provocando una diferencia de potencial en sus superficies. Tal diferencia de potencial crea un campo eléctrico externo, el cual es capaz de movilizar cargas eléctricas en el exterior del cristal, si se provee de un medio conductor para ello.

Figura 13.1. Piezoelectricidad

El fenómeno fue descubierto por Pierre Curie en 1883 y la comunidad científica le asignó el nombre de piezoelectricidad, término que proviene del griego “prezein” que significa estrujar o apretar.

Esta propiedad la comparten cristales en estado natural con estructuras reticulares altamente organizadas, como el cuarzo, y también materiales sintéticos, como cerámicas y polímeros sometidos a una polarización.

La presión puede hacerse por cualquier medio. Particularmente, por una onda sonora, como sucede con los micrófonos piezoeléctricos, que tienen como transductor un cristal de cuarzo que transforma la onda sonora en energía eléctrica. El proceso a la inversa también es posible; es decir, podemos someter un cristal a una corriente variable y esta variación producirá deformaciones del cristal que causarán variaciones de presión en el aire circundante, las cuales se propagarán como ondas sonoras. Tal es el caso de los altavoces piezoeléctricos.

En conclusión, existen algunos materiales que sometidos a presión pueden producir energía eléctrica, y viceversa: la energía eléctrica en ellos les induce una vibración.

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