概要
圧電効果（ピエゾ効果）とは、水晶やセラミックス等の圧電体に力（圧力）を加えることで、電圧を発生する現象です。
逆に、電圧を加えることで変形させることもでき、逆圧電効果（逆ピエゾ効果）といいます。
圧電効果
水晶振動子（電子回路のクロック生成）、ライター・ガスコンロの着火装置
逆圧電効果
ブザーの振動源、超音波発生装置
など、圧電効果は、様々な所で応用されています。
発生原理
圧電体に圧力を加えると電気が発生する理由は、固体結晶内のイオンの配置にあります。
圧力を加えられていないときは、３次元的に対称な位置に＋イオン、－イオンが配置されているため、全体的に電子の偏りがありません。
しかし、圧力が加わることで、結晶の格子が歪むと対称性が崩れてイオンの配置に偏りが発生します。そのことによって電気分極が発生するので、片方は＋に帯電、もう片方は－に帯電します。
これが、ピエゾ効果によって電圧が発生する原理です。
圧力を受けていないときは、結晶の中央に＋イオンが存在しています。
＋イオン、－イオンの配置に偏りがないため帯電はしていません。
⇩ 圧力を加える
圧力を受けることで、結晶の格子が歪みます。
結晶の格子が歪むことで、イオンの配置に偏りが発生します。
⇩帯電
イオンの配置に偏りが発生したことによって電気分極が発生するので、片方は＋に帯電、もう片方は－に帯電します。
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参考書
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