Manyetostriksiyon ve piezoelektrik etki arasındaki temel fark, piezoelektrik etkinin elektrik enerjisinin doğrudan mekanik enerjiye dönüştürülmesine neden olabilmesidir, oysa piezoelektrik etkinin manyetik alandaki enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürebilmesidir.
Magnetostriction, manyetik malzemelerin, manyetizasyon işlemi sırasında bu malzemelerin şekillerini veya boyutlarını değiştirmesine neden olabilen bir özelliğidir. Piezoelektrik, mekanik stres uygulanması üzerine elektrik yükünü biriktirebilen belirli katı malzemelerin özelliğini ifade eder.
Manyetostriksiyon nedir?
Magnetostriction, manyetik malzemelerin, manyetizasyon işlemi sırasında bu malzemelerin şekillerini veya boyutlarını değiştirmesine neden olabilen bir özelliğidir. Tipik olarak, bir malzemenin manyetizasyonu, doygunluk değerine ulaşılana kadar manyetostriksiyon gerilimini değiştiren uygulanan manyetik alan nedeniyle oluşan varyasyonlara sahiptir.
Şekil 01: Manyetostriktif Malzemelerden Oluşan Bir Dönüştürücü
Manyetostriksiyonun etkisi, duyarlı ferromanyetik çekirdeklerde sürtünme ısınması nedeniyle meydana gelen enerji kaybına neden olur. Ayrıca, bu efekt, transformatörlerden gelen düşük perdeli uğultu sesinden sorumludur. Bunun nedeni, salınan AC akımlarının değişen bir manyetik alan üretme eğiliminde olmasıdır.
Tipik olarak, bir manyetik malzeme, her biri tek tip bir manyetizasyona sahip alan adı verilen alanlara sahiptir. Bir manyetik alan uygularsak, alanlar dönerken alanlar arasındaki sınırlar kayma eğilimi gösterir. Bu iki etki malzemenin boyutlarında değişikliğe neden olabilir.
Piezoelektrik Etkisi Nedir?
Piezoelektrik, mekanik stres uygulandığında elektrik yükünü biriktirebilen belirli katı malzemelerin özelliğini ifade eder. Başka bir deyişle, basınç ve gizli ısıdan kaynaklanan elektriği ifade eder. Bu terim, piezin'in sıkıştırma veya pres anlamına geldiği ve elektronun kehribar (erken bir elektrik yükü kaynağı) anlamına geldiği Yunanca kökenlidir. Bu özelliğe piezoelektrik denir ve bu özelliği gösteren malzemeler arasında kristaller, belirli seramikler ve kemikler, DNA ve çeşitli proteinler gibi biyolojik maddeler bulunur.
Şekil 02: Bir Piezoelektrik Denge
Tipik olarak, piezoelektrik etki, inversiyon simetrisi olmayan kristal malzemelerde mekanik ve elektriksel durumlar arasında doğrusal elektromekanik etkileşime yol açabilir. Ayrıca, piezoelektrik etki gösterebilen malzemeler etkinin tersini de gösterebildiğinden bu etki tersine çevrilebilir (uygulanan bir elektrik alanından gelen mekanik bir gerilimin üretilmesidir).
Piezoelektrik etkinin doğası, katılardaki elektrik dipol momentine çok benzer. Kristalografik birim hücrenin hacmi başına dipol momentlerini toplayarak dipol yoğunluğunu veya polarizasyonu kolayca hesaplayabiliriz. Genellikle, komşu dipoller Weiss alanları olarak bilinen bölgelerde hizalanma eğilimindedir. Bu hizalama işlemi, yüksek sıcaklıklarda malzemelere güçlü bir elektrik alanının uygulandığı kutuplama olarak adlandırılır. Ancak, tüm piezoelektrik malzemeler kutuplanamaz.
Manyetostriksiyon ve Piezoelektrik Etki Arasındaki Fark Nedir?
Magnetostriction ve piezoelektrik etki önemli kimyasal kavramlardır. Manyetostriksiyon ve piezoelektrik etki arasındaki temel fark, piezoelektrik etkinin elektrik enerjisinin doğrudan mekanik enerjiye dönüştürülmesine neden olabilmesidir, oysa piezoelektrik etki manyetik alandaki enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürebilir.
Aşağıdaki infografik, manyetostriksiyon ve piezoelektrik etki arasındaki farkları yan yana karşılaştırma için tablo halinde sunar.
Özet – Manyetostriksiyon ve Piezoelektrik Etki
Magnetostriction, manyetik malzemelerin, manyetizasyon işlemi sırasında bu malzemelerin şekillerini veya boyutlarını değiştirmesine neden olabilen bir özelliğidir. Piezoelektrik, belirli katı malzemelerin, bu malzemelerin mekanik stres uygulanması üzerine elektrik yükünü biriktirebildiği özelliğini ifade eder. Manyetostriksiyon ve piezoelektrik etki arasındaki temel fark, piezoelektrik etkinin elektrik enerjisinin doğrudan mekanik enerjiye dönüştürülmesine neden olabilmesidir, oysa piezoelektrik etki manyetik alandaki enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürebilir.
