ピエゾ効果とは

電気主任技術者が覚えておくべき電気現象の一つに、今回は説明するピエゾ効果があります。

ピエゾ効果は圧電効果とも呼ばれており、物質に力を加えると、それによって物質のイオンが偏り電気が発生するという現象です。
物質に加える力には圧力と張力があり、下記の図にあるように加える力の向きによって発生する電気の向きが逆になります。

この図では圧力をかけると電気が発生する状態を記していますが、圧電効果はその逆にも対応します。
つまり、物質に電圧をかけると、電子と正孔が移動し物質に伸びたり縮んだりする力が働くのです。

ピエゾ効果を実用化したのが圧電素子(ピエゾ素子)で、一部のセラミックや水晶が用いられ、下記の図のような簡単な構造になっています。

構造が単純で機械的な部分がないので、丈夫かつ小型化が可能な精密部品として、センサーやブザー、クォーツ時計の部品など身近なところでも利用されています。

発電床などのアイデアが研究されていることからも、主任技術者の扱う設備に応用されていくことも考えられます。実務で役立つ知識なのでしっかり覚えておきましょう。

試験では、他の電気現象との違いを穴埋めで問われる設問が見受けられます。他の電気現象との違いや用途などを理解しておきましょう。




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