圧電効果

押すだけで電気が生まれる…そんな魔法みたいな現象、実は本当にあるんです！それが今回のテーマ。自然界にも人工物にも使われていて、なんとあなたの身の回りにもひっそり活躍してるかも？このページでは、圧電効果というのは「押したりひねったりすることで電気が発生する現象」だということを、わかりやすくお話ししていきます！

 

 

圧電効果ってなに？

透明度の高い水晶の結晶
自然界で形成された透明な水晶の結晶。圧電効果を持ち、電子機器などに利用される。

出典：Photo by James Petts / CC BY-SA 2.0より

 

圧電効果（あつでんこうか）とは、物体に力（圧力）を加えることで電気が発生する現象のこと。

 

たとえば水晶（クォーツ）や一部のセラミックなどの特別な素材は、グッと押したり、曲げたり、振動させたりするだけで電圧が発生するんです。

 

このとき生まれた電圧はとっても小さいけど、ちゃんと機械や電子回路に使えるレベルなんですよ。しかも、逆に電気を加えると形が変わるって性質もあって、これを逆圧電効果って言います！

 

どうして押すと電気が出るの？

圧電効果のメカニズム
圧電材料が圧縮や引張を受けることで電圧が発生する様子を示す図

出典：Photo by CLI / CC BY-SA 3.0より

 

 

圧電効果が起こる理由は、結晶の中にある電子のバランスにあります。

 

普通の物質は、押したくらいじゃ電子の配置はあまり変わりません。でも圧電体と呼ばれる物質は、押すと電荷の偏り（プラスとマイナスのズレ）が発生して、電圧になるんです。

 

つまり、

 

• 力を加える → 原子の配置がちょっとズレる
• すると電荷のバランスが崩れて → 電気が生まれる！

 

ということ。なんか地味に見えて、めちゃくちゃすごい現象なんですよ。

 

圧電効果が使われているもの

圧電素子を利用したガスライター
圧電効果を利用して火花を発生させる

出典：Photo by Dmitry G / public domainより

 

意外かもしれませんが、この圧電効果って、実はわたしたちの生活の中でもちゃんと使われているんです！

 

• ライター：カチッと押すと火花が出るのは圧電の力
• クォーツ時計：水晶の振動を電気信号に変えて正確な時間を刻む
• マイク：音の振動を電気信号に変換するしくみに圧電素子が活躍
• 振動センサー：衝撃や揺れを検知するセンサーにもバッチリ応用！

 

このように、「押して電気が出る」っていう性質は、いろんな電子機器にとってなくてはならない仕組みになってるんです。