¿Cómo funcionan los cristales piezoeléctricos?

Ciertos cristales como el cuarzo son piezoeléctricos. Eso significa que cuando se comprimen o golpean, generan una carga eléctrica. También funciona al revés: si pasa una corriente eléctrica a través de un cristal piezoeléctrico, el cristal cambia ligeramente de forma. Esta propiedad hace que los cristales piezoeléctricos sean útiles en muchas aplicaciones.

Uno de los usos más importantes de la piezoelectricidad es en relojes y temporizadores de cuarzo. Un cristal de cuarzo vibrará a cierta velocidad, dependiendo de su tamaño. A medida que el cristal vibra hacia adelante y hacia atrás, genera pulsos eléctricos. Un reloj de cuarzo utiliza un pequeño cristal cortado a un tamaño preciso para mantener el tiempo. Un circuito llamado oscilador mantiene vibrando el cristal de cuarzo agregando electricidad a sus pulsos. El reloj cuenta el número de pulsos que produce el cristal de cuarzo y lo usa como base para medir segundos, minutos y horas.

Los dispositivos piezoeléctricos se pueden utilizar tanto para capturar sonido como para producirlo. Las pastillas piezoeléctricas se utilizan comúnmente para guitarras folk y otros instrumentos acústicos. Una pastilla piezoeléctrica es una tira de material piezoeléctrico conectada a dos cables. La pastilla está unida al instrumento. Cuando se toca el instrumento, el sonido lo hace vibrar. Estas vibraciones crean una corriente eléctrica en la pastilla piezoeléctrica, que puede grabarse o amplificarse como sonido.

Un altavoz piezoeléctrico funciona al revés. La electricidad fluye hacia una hoja de material piezoeléctrico, haciendo que se doble hacia adelante y hacia atrás. Esto crea ondas de presión en el aire, que escuchamos como sonido.

Una de las aplicaciones más visibles de la piezoelectricidad es el encendedor piezoeléctrico. Prácticamente cualquier encendedor con botón pulsador funciona con piezoelectricidad. Cuando presiona el botón, hace que un pequeño martillo accionado por resorte se eleve de la superficie del cristal piezoeléctrico. Cuando el martillo llega a la parte superior, se suelta y golpea el cristal cuando se enciende el gas. El impacto crea un gran voltaje a través del cristal, que fluye hacia dos cables. Este voltaje es lo suficientemente alto como para producir una chispa entre los cables, que enciende el gas. Los encendedores piezoeléctricos también se utilizan ahora en la mayoría de los hornos y estufas de gas.