ההבדל העיקרי בין מגנטוסטרציה לאפקט פיזואלקטרי הוא שהאפקט פיזואלקטרי יכול לגרום להמרה ישירה של אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית, בעוד שהאפקט פיזואלקטרי יכול להמיר את האנרגיה בשדה מגנטי לאנרגיה מכנית.
מגנטוסטריקציה היא תכונה של חומרים מגנטיים שיכולה לגרום לחומרים אלו לשנות את צורתם או מימדם במהלך תהליך המגנטיזציה. פיזואלקטרי מתייחס לתכונה של חומרים מוצקים מסוימים שיכולים לצבור את המטען החשמלי עם הפעלת מתח מכני.
מה זה מגנטוסטריקציה?
מגנטוסטריקציה היא תכונה של חומרים מגנטיים שיכולה לגרום לחומרים אלו לשנות את צורתם או מימדם במהלך תהליך המגנטיזציה. בדרך כלל, למגנטיזציה של חומר יש וריאציות, המתרחשות עקב השדה המגנטי המופעל שמשנה את מתח ההיצרות עד הגעה לערך הרוויה.
איור 01: מתמר המורכב מחומרים מגנוטוסטריקטיבים
השפעת המגנטוסטריצה גורמת לאובדן אנרגיה שקורה עקב חימום חיכוך בליבות פרומגנטיות רגישות. יתרה מכך, האפקט הזה אחראי לצליל הזמזום הנמוך שמגיע משנאים. הסיבה לכך היא שזרמי AC מתנודדים נוטים לייצר שדה מגנטי משתנה.
בדרך כלל, לחומר מגנטי יש אזורים הנקראים תחומים, שלכל אחד מהם יש מגנטיזציה אחידה. אם נפעיל שדה מגנטי, הגבולות בין התחומים נוטים להזיז בזמן שהתחומים מסתובבים. שתי השפעות אלו עלולות לגרום לשינוי במידות החומר.
מהו אפקט פיזואלקטרי?
Piezoelectric מתייחס למאפיין של חומרים מוצקים מסוימים שיכולים לצבור את המטען החשמלי בעת הפעלת מתח מכני. במילים אחרות, זה מתייחס לחשמל הנובע מלחץ וחום סמוי. מקורו של המונח הזה מיוונית, שם piezin פירושו לחיצה או לחיצה ו-elektron פירושו ענבר (מקור מוקדם למטען חשמלי). תכונה זו נקראת פיזואלקטריות, והחומרים המציגים תכונה זו כוללים גבישים, קרמיקה מסויימת וחומרים ביולוגיים כגון עצמות, DNA וחלבונים שונים.
איור 02: מאזן פיזואלקטרי
בדרך כלל, האפקט הפיאזואלקטרי יכול להוביל לאינטראקציה אלקטרו-מכאנית ליניארית בין המצבים המכאניים והחשמליים בחומרים גבישיים ללא סימטריית היפוך. יתרה מכך, אפקט זה הפיך מכיוון שחומרים שיכולים להראות את האפקט הפיאזואלקטרי יכולים להפגין גם את ההיפך של האפקט (זהו יצירת מתח מכני שמגיע משדה חשמלי מופעל).
אופי האפקט הפיאזואלקטרי דומה מאוד לזה של מומנט הדיפול החשמלי במוצקים. אנו יכולים לחשב בקלות את צפיפות הדיפול או הקיטוב על ידי סיכום מומנטי הדיפול לנפח של תא היחידה הקריסטלוגרפית. בדרך כלל, דיפולים שכנים נוטים להתיישר באזורים המכונים תחומי וייס. תהליך יישור זה נקרא פולינג, שבו מופעל שדה חשמלי חזק על פני החומרים בטמפרטורות גבוהות.עם זאת, לא ניתן למקם את כל החומרים הפיאזואלקטריים.
מה ההבדל בין מגנטו היצרה לאפקט פיזואלקטרי?
מגנטו-היצרה ואפקט פיזואלקטרי הם מושגים כימיים חשובים. ההבדל העיקרי בין מגנטוסטרציה לאפקט פיזואלקטרי הוא שהאפקט פיזואלקטרי יכול לגרום להמרה ישירה של אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית, בעוד שהאפקט פיזואלקטרי יכול להמיר את האנרגיה בשדה מגנטי לאנרגיה מכנית.
האינפוגרפיקה שלהלן מציגה את ההבדלים בין מגנטו-היצרה לאפקט פיזואלקטרי בצורה טבלאית להשוואה זו לצד זו.
סיכום - מגנטוהיצרה לעומת אפקט פיזואלקטרי
מגנטוהיצרה היא תכונה של חומרים מגנטיים שיכולה לגרום לחומרים אלו לשנות את צורתם או מימדם במהלך תהליך המגנטיזציה. פיזואלקטרי מתייחס לתכונה של חומרים מוצקים מסוימים שבהם חומרים אלה יכולים לצבור את המטען החשמלי עם הפעלת לחץ מכני.ההבדל העיקרי בין מגנטוסטרציה לאפקט פיזואלקטרי הוא שהאפקט פיזואלקטרי יכול לגרום להמרה ישירה של אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית, בעוד שהאפקט פיזואלקטרי יכול להמיר את האנרגיה בשדה מגנטי לאנרגיה מכנית.
