Kako djeluju piezoelektrični kristali?

Određeni kristali poput kvarca su piezoelektrični. To znači da kad se stisnu ili udari, stvaraju električni naboj. To djeluje i na drugi način: Ako prolazite električnom strujom kroz piezoelektrični kristal, kristal lagano mijenja oblik. Ovo svojstvo čini piezoelektrične kristale korisnima u mnogim primjenama.

Jedna od najvažnijih namjena piezoelektričnosti su kvarcni satovi i tajmeri. Kristal kvarca vibrirat će određenom brzinom, ovisno o njegovoj veličini. Dok kristal vibrira naprijed-natrag, on stvara električne impulse. Kvarcni sat koristi mali kristal izrezan na točno određenu veličinu kako bi zadržao vrijeme. Krug nazvan oscilator održava kristal kvarca vibrirajući dodavanjem električne energije svojim impulsima. Sat broji broj impulsa koje stvara kvarcni kristal i koristi ga kao osnovu za mjerenje sekundi, minuta i sati.

Piezoelektrični uređaji mogu se koristiti i za hvatanje zvuka i za njegovu proizvodnju. Piezoelektrični pickupi obično se koriste za narodne gitare i druge akustične instrumente. Piezo hvatač je traka piezoelektričnog materijala spojena na dvije žice. Kamionet je pričvršćen na instrument. Kad se instrument svira, zvuk mu stvara vibraciju. Te vibracije stvaraju električnu struju u piezo hvataču, koja se može snimiti ili pojačati kao zvuk.

Piezo zvučnik radi na suprotan način. Struja teče u lim piezoelektričnog materijala, čineći ga savijenim naprijed-natrag. To stvara valove tlaka u zraku, koje čujemo kao zvuk.

Jedna od najvidljivijih primjena piezoelektričnosti je piezo upaljač. Uglavnom bilo koji upaljač s tipkom pokreće se piezoelektričnošću. Kad pritisnete tipku, mali čekić s opružnim pogonom podiže se s površine piezo kristala. Kad čekić dosegne vrh, otpušta se i udara u kristal dok se gas uključuje. Udar stvara veliki napon na kristalu, koji se ulijeva u dvije žice. Ovaj napon je dovoljno visok da između žica napravi iskru koja pali plin. Piezo upaljači se i danas koriste na većini plinskih peći i peći.