◎ 압전효과란?
1880년 피에르 퀴리와 자크 퀴리 형제는 압력이 온도 변화를 일으켜 전기를 생산한다는 사실을 발견했습니다.
1차 압전 효과와 2차 압전 효과로 나뉘는데, 1차 압전 효과는 물체에 힘이 가해지면 순간적으로 전압이 발생하고, 2차 압전 효과는 전기를 가하면 물체에 기계적 변화가 생기는 것을 말한다. 신호가 적용됩니다.
◎압전효과의 원리
마법의 세계와 같은 특별한 세계를 제외하고 지구상의 대부분의 물질은 양전하와 음전하가 같은 중성입니다. 그러나 양전하와 음전하가 제자리에 있지 않으면 그 주위에 전기장이 형성됩니다. ‘전기 쌍극자’말하다.
전기 쌍극자는 물리적인 힘에 의해 크기가 변하고 변하기 때문에 전기장이 변하고 전류가 흐른다.
더 자세하게 물질에 힘이 고체의 결정 구조를 변경하면 전하 분포가 변경되고 전류가 순간적으로 흐릅니다. 물질의 한쪽은 +에 상대적으로 강하고 다른 쪽은 -에 상대적으로 강하기 때문에 물질의 전하 분포가 음전하와 양전하로 나누어져 전자가 흐를 수 있는 환경을 조성한다. “압전 효과”말하다.
그 반대도 가능합니다. 변형된 물질의 구조가 전기를 흐르게 하고 물리적인 힘을 가함으로써 원래의 상태로 복원되면 물질 내부의 전하 분포가 처음 상태와 같이 균형을 이루고 더 이상 자체적으로 전기가 발생하지 않는다. 그만큼 “역 압전 효과”말하다.
압전 효과의 원리는 간단할 수 있지만 큰 힘을 가하면 재료가 깨지거나 오래가지 못하기 때문에 압전 효과를 잘 나타내는 재료는 많지 않다.
비용이 많이 들 수밖에 없지만 친환경적이고 미래지향적인 발전 방식으로 각광받고 있다.
◎ 압전효과를 이용한
1. 제1차 세계 대전 소나: 프랑스군은 잠수함의 위치를 파악하기 위한 음향 탐지 기술로 압전 효과를 사용했습니다. 압전 효과는 금속판 사이에 얇은 결정을 삽입해 고주파를 발생시키거나 반사되는 음파를 측정하는 데 이용됐다고 한다.
2. 통신 수단의 사용: 미국의 벨 연구소는 압전 효과를 이용한 무선 통신 장치를 만들었고, 전투기에 장착할 수 있는 경량 통신 장치를 사용하여 전투기 조종사 간의 통신이 가능했습니다.
3. 마이크 및 스피커: 압전효과를 이용한 마이크의 경우 소리가 들어오면 압전소자가 진동하면서 소리를 내는 전기신호를 발생시킨다. 양압과 역압의 전형적인 예라고 생각합니다.
4. 가스 렌지 점화: 가스렌지의 스위치를 누르거나 돌리면 “다다다닥! 스위치를 누르거나 돌리면 스위치에 연결된 방아쇠가 압전소자에 부딪혀 압력이 가해지고 순간적으로 전류가 발생하고 가스가 빠져나가는 노즐부에서 전류가 방출되면서 스파크를 일으키며 점화된다.
라이터도 모양은 다르지만 원리는 같습니다. (라이터를 잘 사용하지 않아서 이름을 모르겠습니다.)
5. 압전 프레스 블록: 부산 서면역에서도 가능합니다. 압전 보도블록을 밟으면 전기에너지가 발생하고, 그 전기에너지로 휴대폰을 충전할 수 있다.
◎ 압전효과의 미래
1. 압전 섬유: 미국에서는 옷을 입는 것만으로도 전기를 발생시키는 압전효과와 나노기술을 결합한 섬유가 개발되고 있다.
2. 바닥 센서: 지난 3월 스위스 공과대학 교수팀이 발표한 연구에 따르면 나무의 압전 효과를 극대화하는 기술(나무도 압전 효과가 있는데 특정 버섯과 결합하면 압전 효과가 55배 증가한다) 잔나비 변기 버섯이라고 함) 로 “마루”를 하고 압력을 가하면 LED 불이 들어오는 것을 확인했습니다. 다음과 같이 다양한 방식으로 감지 센서로 활용될 수 있는 기술입니다. B. 이 층에 사는 어린이나 노인이 넘어지는 것을 감지하기 위해.
배우고 남에게 베풀자!