Cápsulas Piezoelétricas e Magnetostricção

Cápsulas Piezoelétricas e MagnetostriçãoJÉSSICA DÖHLER

NATÃ FRANCO

Efeito piezoelétrico

Magnetostrição

A magnetostricção é a propriedade dos materiais ferromagnéticos de se deformarem pela presença de um campo magnético externo.

Os materiais magnetostrictivos experimentam também o efeito inverso, ou seja, ante uma deformação do material, se induz um campo magnético, o que é conhecido como efeito Villari

Comportamento dos domínios magnéticos

Transdutores

Transdutores ativos

São aqueles que dispõem de uma alimentação de energia. Neles, a maior parte da energia de saída é provida pela alimentação.

Transdutores passivos

São aqueles cuja energia de saída é proveniente unicamente (ou quase unicamente) da energia de entrada.

História da Piezoeletricidade

Descoberto pelos irmãos Pierre e Jacques Currie na França, em 1880.

Os irmãos Curie, no entanto, não preveram o efeito piezoelétrico inverso. 

Gabriel Lippmann em 1881descobriu o efeito inverso matematicamente deduzido de princípios fundamentais da termodinâmica.

Historia da Magnetostrição

Descoberto por James Joule em 1842, quando ele observou que, na presença de um campo magnético na direção do eixo de uma barra de ferro, esta experimentava um incremento em seu comprimento.

Classificação

Ligas comerciais Piezoelétricas

Monocristais de Quartzo

Os monos cristais de quartzo são insubstituíveis em aplicações que exigem altos fatores de qualidade.

Estes cristais são encontrados na natureza e lapidados de acordo como as constantes piezoelétricas desejadas.

Titanato de Chumbo (PT)

Apresenta uma particularidade muito útil na construção de acelerômetros e dispositivos hidrostáticos.

Apresentam valores mínimos, em outras palavras, não ocorre a conversão de energia cruzada entre eixos neste material, permitindo, por exemplo, a construção de acelerômetros perfeitamente unidirecionais.

Conhecido comercialmente como: PT.

Ligas comerciais Magnetóstricas

Nitinol

Capsulas piezoeletricas

Simplificação do funcionamento de um transdutor de pressão piezoeletrico

Características dos sensores de pressão piezoelétricos

Pelo fato de se utilizar o efeito piezoelétrico de semicondutores, reduz se o tamanho e peso do transdutor, sem perda de exatidão.

Não necessita de fonte de alimentação externa (sensor auto-gerador) para o transdutor, apenas é necessária alimentação externa para o circuito condicionador de sinais.

Existem modelos onde não existe circuito condicionador junto ao transdutor, o que permite a sua utilização em temperaturas mais altas.

O quartzo cultivado é o mais empregado por apresentar características ideais de elasticidade e linearidade

Tecnologia SAW

SAW – Surface Acoustic Wave.

Dispositivos SAW são componentes microacústicos constituídos por um substrato piezoelétrico. Na superfície plana e polida desse substrato são depositadas pequenas estruturas metálicas.

Aplicações do Efeito Piezoeltrico

Testa o comportamento e monitora a sanidade de unidades acústicas, hidráulicas, pneumáticas, estruturas de fluidos e processos associados.

São envolvidos nos testes, modificação e controle do comportamento de máquinas, instrumentos, carros, aviões, navios, motores de foguetes, locomotivas, caldeiras, geradores, munições, armas de fogo, bombas(granada), explosivos, injetoras de aquecimento, acionadores, máquinas pneumáticas, compressores, medidores de fluxo e impressora jato de tinta.

Produção ou detecção de som (sonar)

Ultrasonografia médica

Microfones

Controles remotos para aparelhos eletrônicos

Aplicações da Magnetostrição

Novidades no Mercado

Um nano sensor de pressão

Pode-se medir forças entre duas moléculas.

Demonstrado por uma equipe da Georgia Institute of Technology (EUA).

Nanofios de óxido de zinco são extremamente sensíveis a pequenas forças, na faixa de nano a piconewtons.

Pode ser usado para fazer pequenos sensores de pressão que podem ser implantados no corpo ou em aviões e ônibus espaciais.

Blocos de Nanotubos de Carbono

Blocos de nanotubos de carbono podem ser usados para criar sensores de pressão eficientes.

Devido à relação linear entre carga e tensão, ele pode ser um excelente sensor de pressão.

Silicone no corpo pode produzir eletricidade

Implantar esse gerador próximo dos pulmões para alimentar um marca-passo. O simples movimento da caixa torácica quando da respiração poderá, então, ser suficiente para gerar a corrente elétrica necessária.

Boate Surya em Londres

Pizoeletricidade é responsável pelo abastecimento de 60% da energia da ‘casa’.

Único passo de adulto de 60 kg no ‘chão gerador’ produz em média 0,1 watt.

1ª pista de dança sustentável da  America Latina

Limitações dos materiais piezoelétricos

Envelhecimento natural

Instabilidade das propriedades em função de variações de temperatura.

Limites de excitação elétricos e mecânicos.

Limitações dos materiais

Conclusão