Das ist ein vollwertiger Auszug aus dem Buch Elektronik und Heimautomation DIY.

Der Piezo Effekt beim Piezo Summer

Der Piezoeffekt (von altgriechisch „piezein“: drücken) wurde 1880 von den Brüdern Jaque und Pierre Curie entdeckt. Sie fanden bei Versuchen mit Turmalinkristallen heraus, dass bei mechanischer Verformung der Kristalle, eine elektrische Ladung auf der Kristalloberfläche entsteht. Die Menge der elektrischen Ladung verhält sich proportional zur mechanischen Beanspruchung.

Durch das Anlegen einer Spannung lassen sich piezoelekrische Materialien elastisch verformen und man nennt das den inversen Piezoeffekt. Der industrielle Durchbruch für Bauteile mit dem Piezo Effekt kam mit der Herstellung von piezoelektrischen Keramiken.

Wie funktioniert der inverse Piezo Effekt?

Nehmen wir als Beispiel den Siliziumdioxid Kristall SiO2 das aus einem Silizium und zwei Sauerstoff Ionen besteht. Zur Vereinfachung werden zwei benachbarte Sauerstoff Ionen (negativ geladen) durch einen schwarzen Kreis dargestellt und das Silizium (positive geladen) als roter Kreis. Durch die Verbindung der Ionen ist dieser Kristall nach aussen elektrisch neutral.

Wird jetzt eine Spannung angelegt, dann verformt sich der Kristall und führt eine mechanische Schwingung aus. Je höher die Spannung ist, desto grösser ist die Schwingung vom Kristall. Wenn man die Spannung mit unterschiedlichen Frequenzen ein- und ausschaltet, so kann man damit Töne erzeugen.