Piezoelettricità e piezoresistività – Tips&Tricks

Cosa sono Piezoelettricità e piezoresistività?

Due fenomeni connessi al funzio­namento di vari sensori ed attuatori utilizzati in elettronica, nell’automa­zione domestica e industriale, non­ché nell’automobile, sono l’effetto piezoelettrico e l’effetto piezoresi­stivo. Il primo vede una correlazione biunivoca tra tensione e dimensioni, mentre nell’altro è la resistenza ad essere correlata alle dimensioni dell’elemento interessato.

L’effetto piezoelettrico (il nome deriva dal greco piezein che significa premere) consiste nella capacità di un corpo di produrre tensione se deformato lungo una direzione; in questo caso si parla di effetto pie­zoelettrico diretto.

Ma il fenomeno è reversibile, perché infatti applicando tensione a un corpo, questo si de­forma, allungandosi o accorciandosi lungo una direzione in funzione della polarità della tensione applicata. Que­sti effetti si manifestano nei materiali piezoelettrici, che possono essere naturali, come il quarzo, o di sintesi, come alcuni composti ceramici.

Comprimendo o stirando un materiale piezoelettrico, tra le due facce ortogonali
o palallele alla forza F si genera una tensione V con relativo campo elettrico.

 

L’effetto piezoelettrico si sfrutta ad esempio nei trasduttori di forza e di pressione; l’effetto piezoelettrico in­verso è invece sfruttato negli attuatori piezoelettrici (come quelli dei moderni iniettori dei motori diesel) nei cicalini (segnalatori acustici) e negli altopar­lanti piezoelettrici.

La tensione sviluppata da un paral­lelepipedo di materiale piezoelettrico e con essa la direzione di polarizza­zione (P) può essere sia ortogonale, sia parallela all’asse della forza, la quale può derivare da compressione o da trazione.

Quanto all’effetto piezoresistivo, con­siste nella proprietà di taluni materiali di variare la propria resistenza elettrica in base alla sollecitazione meccanica ricevuta lungo un asse e viene sfruttato tipicamente nei sensori di pressione, di peso (celle di carico) e di forza. Anche in questo caso la forza applicata può derivare da compressione o trazione.

 

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