Eletrostrição

Eletrostrição – Definição

A eletrostrição é uma propriedade de todos os não condutores elétricos, ou dielétricos, que os faz mudar de forma sob a aplicação de um campo elétrico.

Eletrostrição – O que é

Quando um campo elétrico é aplicado a um isolador elétrico, esse isolador pode se deformar ou mudar de forma de alguma forma. Esta propriedade do isolante elétrico é chamada de eletrostrição.

Especificamente, a eletrostrição é o acoplamento entre deformação e campo elétrico, ou entre deformação e polarização; esse acoplamento ocorre apenas quando um campo elétrico é aplicado ao material.

Materiais eletrostritivos podem ser usados para construir atuadores, que podem ser usados em circuitos de controle onde uma pequena quantidade de força é necessária para ligar o circuito.

Esses materiais também reagem a campos elétricos muito rapidamente, o que os torna adequados para circuitos de controle de alta velocidade.

A eletrostrição ocorre em certos materiais que são maus condutores de corrente elétrica. Quando um diferencial de tensão é aplicado a materiais eletrostritivos, esses materiais sofrem uma mudança temporária de forma.

Os materiais eletrostritivos mudam de forma devido à atração eletrostática de cargas livres nos eletrodos que são aplicados ao material eletrostritivo.

Os materiais eletrostritivos são diferentes dos materiais magnéticos, pois os materiais eletrostritivos não inverterão a direção da deformação se o campo elétrico for invertido. Ao contrário da magnetostricção, que é de natureza linear, é necessário usar equações quadráticas para calcular as forças de trabalho na eletrostrição.

Essa propriedade não linear da eletroestricção permite que os materiais eletrostritivos exibam uma resposta de tensão reproduzível a campos elétricos sem as perdas por histerese – e o calor residual resultante – que os materiais magnéticos produzem.

Um atuador eletrostritivo geralmente é feito de materiais poliméricos eletrostritivos. Cada polímero exibe eletrostrição de forma diferente. Por exemplo, os polímeros de silicone podem exibir alto desempenho de deformação quando comparados com outros polímeros eletrostritivos.

Um polímero com alto desempenho de tensão é mais adequado para um ambiente em que a tensão mecânica pode ser um problema do que um polímero com baixo desempenho de tensão.

Outros polímeros eletrostritivos – como o poliuretano – são capazes de produzir mais força sob as mesmas condições elétricas do que outros polímeros.

Tal polímero permite que mais energia elétrica de entrada seja convertida em trabalho mecânico.

Os materiais eletrostritivos têm uma alta velocidade de resposta – geralmente menos de 10 milissegundos – quando um campo elétrico é aplicado ao material.

Materiais eletrostritivos de resposta rápida podem ser usados em dispositivos mecânicos e eletromecânicos que requerem tempos de resposta de circuito ultrarrápidos, como instrumentos de precisão.

Materiais eletrostritivos são frequentemente usados em aplicações mecânicas, como dispositivos de ajuste de microângulo, servoválvulas de pressão de óleo e transdutores piezoelétricos sintonizáveis em campo.

Eletrostrição – Propriedade

Eletrostrição

A eletrostrição é uma propriedade de todos os materiais dielétricos e é causada pela presença de domínios elétricos alinhados aleatoriamente dentro do material.

Quando um campo elétrico é aplicado ao dielétrico, os lados opostos dos domínios tornam-se carregados de forma diferente e se atraem, reduzindo a espessura do material na direção do campo aplicado (e aumentando a espessura nas direções ortogonais devido à razão de Poisson). A tensão resultante (razão de deformação para a dimensão original) é proporcional ao quadrado da polarização.

A reversão do campo elétrico não inverte a direção da deformação.

Fonte: Equipe Portal São Francisco