圧電効果(ピエゾ効果)の原理とは?

スマホをポンッとタップしたときの「カチッ」とした振動、ライターの火花、ガスコンロの「パチッ」って音…。これらに共通しているのが、圧電効果(ピエゾ効果)なんです!

 

でも「どうして押すだけで電気が生まれるの?」「何が中で起きてるの?」って思いますよね。

 

このページでは、圧電効果の原理(=なぜ押すと電気ができるのか)を、わかりやすくかみ砕いて解説していきます!

 

 

圧電効果(ピエゾ効果)ってなに?

圧電効果とは、物質にギュッと力(圧力)を加えると、電気(電圧)が発生する現象のこと。

 

このしくみを最初に発見したのが、あの有名なキュリー兄弟!ピエゾ(piezo)っていうのは「押す・圧力をかける」って意味のギリシャ語なんです。

 

なんで押すと電気が生まれるの?原理を解説!

圧電効果が起こる物質(圧電体)は、もともと電気的に中立な構造をしています。でも、そこに外から力を加えると――

 

  • 中のプラスとマイナスの電荷のバランスがくずれる
  • 電子の位置がちょっとズレて電荷が一方向にかたよる
  • すると物体の表面に電圧が発生!=電気が生まれる!

 

このように、“押されて電気の偏りが起きる”というのが、圧電効果の正体なんです!

 

逆もできる!?逆圧電効果

実は圧電体には逆の性質もあるんです。

 

電気を流すと、物質がわずかに変形するんです!これが逆圧電効果

 

この性質を使えば、細かく振動させることもできるので、超音波スピーカーや医療用のエコー、スマホのバイブレーションにも使われているんですよ!

 

圧電効果が起きる物質にはどんなものがある?

圧電効果を持つのは、ちょっと変わった性質をもった結晶やセラミック。

 

  • 石英(クォーツ):時計の正確な時間を刻むために使われる!
  • PZT(チタン酸ジルコン酸鉛):センサーやスピーカーで大活躍!
  • ロッシェル塩やトルマリン:古くから研究に使われてきた天然の圧電体

 

こうした物質は、電気と力をスイッチのように変換できる不思議な素材なんですね。

 

圧電効果の原理っつーのはよ、「押されて電荷がズレて電気が生まれる」っていうシンプルだけど不思議な現象なんだぜ!目には見えねぇが、日常の“カチッ”や“パチッ”の中でバリバリ働いてるってわけだ、覚えとけよ!