पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव और प्रौद्योगिकी में इसका अनुप्रयोग

1880 में, भाइयों जैक्स और पियरे क्यूरी ने पाया कि जब कुछ प्राकृतिक क्रिस्टल को संकुचित या फैलाया जाता है, तो क्रिस्टल के किनारों पर विद्युत आवेश उत्पन्न होते हैं। भाइयों ने इस घटना को "पीजोइलेक्ट्रिकिटी" (ग्रीक शब्द "पीजो" का अर्थ "दबाने के लिए") कहा, और उन्होंने खुद ऐसे क्रिस्टल को पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल कहा।

जैसा कि यह निकला, टूमलाइन क्रिस्टल, क्वार्ट्ज और अन्य प्राकृतिक क्रिस्टल, साथ ही कई कृत्रिम रूप से विकसित क्रिस्टल में पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव होता है। ऐसे क्रिस्टल नियमित रूप से पहले से ज्ञात पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल की सूची में जोड़े जाते हैं।

जब इस तरह के पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल को वांछित दिशा में खींचा या संकुचित किया जाता है, तो इसकी कुछ सतहों पर एक छोटे से संभावित अंतर के विपरीत विद्युत आवेश दिखाई देते हैं।

यदि हम इन चेहरों पर एक दूसरे से जुड़े इलेक्ट्रोड रखते हैं, तो क्रिस्टल के संपीड़न या खिंचाव के समय, इलेक्ट्रोड द्वारा गठित सर्किट में एक छोटा विद्युत आवेग दिखाई देगा।यह पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का प्रकटीकरण होगा... निरंतर दबाव में, ऐसा आवेग उत्पन्न नहीं होगा।

इन क्रिस्टलों के अंतर्निहित गुण सटीक और संवेदनशील उपकरणों का उत्पादन करना संभव बनाते हैं।

पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल अत्यधिक लोचदार है। जब बल विकृत होता है, तो क्रिस्टल बिना जड़ता के अपने मूल आयतन और आकार में लौट आता है। यह फिर से प्रयास करने या जो पहले से लागू किया गया है उसे बदलने के लायक है, और यह तुरंत एक नए वर्तमान आवेग के साथ प्रतिक्रिया करेगा। यह बहुत कमजोर यांत्रिक कंपन तक पहुँचने के लिए सबसे अच्छा रिकॉर्डर है। वाइब्रेटिंग क्रिस्टल के सर्किट में करंट छोटा होता है और क्यूरी बंधुओं द्वारा पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव की खोज के दौरान यह एक बड़ी बाधा थी।

आधुनिक तकनीक में, यह कोई बाधा नहीं है, क्योंकि धारा को लाखों गुना बढ़ाया जा सकता है। अब यह ज्ञात है कि कुछ क्रिस्टल का बहुत महत्वपूर्ण पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव होता है। और उनसे प्राप्त धारा को पूर्व प्रवर्धन के बिना भी लंबी दूरी तक तारों पर प्रेषित किया जा सकता है।

पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल का उपयोग धातु उत्पादों में दोषों का पता लगाने के लिए अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाने में किया गया है। रेडियो फ्रीक्वेंसी स्थिरीकरण के लिए इलेक्ट्रोमैकेनिकल कन्वर्टर्स में, मल्टी-चैनल टेलीफोन संचार के फिल्टर में जब एक तार पर एक साथ कई वार्तालाप किए जाते हैं, में दबाव और लाभ सेंसर, एडेप्टर में, पर अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग - कई तकनीकी क्षेत्रों में, पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल ने अपनी अडिग स्थिति ले ली है।

पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल की एक महत्वपूर्ण संपत्ति भी रिवर्स पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव थी। यदि क्रिस्टल की कुछ सतहों पर विपरीत संकेतों के आरोप लगाए जाते हैं, तो इस मामले में क्रिस्टल स्वयं विकृत हो जाएंगे।यदि एक श्रव्य आवृत्ति के विद्युत कंपन को क्रिस्टल पर लागू किया जाता है, तो यह उसी आवृत्ति पर कंपन करना शुरू कर देगा और आसपास की हवा में ध्वनि तरंगें उत्तेजित होंगी। तो वही क्रिस्टल माइक्रोफोन और स्पीकर दोनों के रूप में कार्य कर सकता है।

पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल की एक अन्य विशेषता उन्हें आधुनिक रेडियो प्रौद्योगिकी का एक अभिन्न अंग बनाती है। यांत्रिक कंपन की प्राकृतिक आवृत्ति को ध्यान में रखते हुए, क्रिस्टल उस समय विशेष रूप से दृढ़ता से कंपन करना शुरू कर देता है जब लागू वैकल्पिक वोल्टेज की आवृत्ति इसके साथ मेल खाती है।

यह इलेक्ट्रोमैकेनिकल अनुनाद की अभिव्यक्ति है, जिसके आधार पर पीजोइलेक्ट्रिक स्टेबलाइजर्स बनाए जाते हैं, जिसके कारण निरंतर दोलनों के जनरेटर में एक निरंतर आवृत्ति बनी रहती है।

वे यांत्रिक कंपनों के समान तरीके से प्रतिक्रिया करते हैं जिनकी आवृत्ति पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल की प्राकृतिक कंपन आवृत्ति से मेल खाती है। यह आपको ध्वनिक उपकरण बनाने की अनुमति देता है जो उन सभी ध्वनियों में से चुनते हैं जो उन तक पहुँचती हैं जो केवल एक उद्देश्य या किसी अन्य के लिए आवश्यक हैं।

पीजोइलेक्ट्रिक उपकरणों के लिए पूरे क्रिस्टल नहीं लिए जाते हैं। क्रिस्टल को उनके क्रिस्टलोग्राफिक कुल्हाड़ियों के संबंध में कड़ाई से उन्मुख परतों में काटा जाता है, इन परतों को आयताकार या गोलाकार प्लेटों में बनाया जाता है, जिन्हें बाद में एक निश्चित आकार में पॉलिश किया जाता है। प्लेटों की मोटाई को सावधानीपूर्वक बनाए रखा जाता है क्योंकि दोलनों की गुंजयमान आवृत्ति इस पर निर्भर करती है। दो चौड़ी सतहों पर धातु की परतों से जुड़ी एक या अधिक प्लेटें पीजोइलेक्ट्रिक तत्व कहलाती हैं।