如何利用压力发电

那不是铁，是压电陶瓷。
压电陶瓷是电子陶瓷器件中一个重要的材料，它具有力(或形变)作用下产生电荷(或电压)的正压电效应和电作用下产生力(形变)的逆压电效应功能，从而可进行电能-机械能和机械能-电能的转换。压电陶瓷的上述功能已被制备成传感器、换能器、驱动器等，广泛地应用于航空航天、医学诊断、超声焊接等领域，成为生产和生活中重要的功能材料。利用压电陶瓷的正压电效应和逆压电效应可以制作成高性能的电源变压器。
较高档的打火机内部没装火石，它们的点火装置大同小异，大多数是靠压电陶瓷通过尖端放电点火的。有些固体电介质由于晶格点阵的特殊结构，会产生一种特殊现象。即当晶体发生机械形变（如压缩、伸长）时会产生极化，而在相对的两面上产生异号束缚电荷。这种现象叫压电现象。除一些压电晶体外，有一种陶瓷经外加电场作用一定时间后，其内部的小晶粒电矩会转到电场方向上，把电场去掉后，电矩仍基本保持沿电场方向排，因此使陶瓷表面出现极化电荷，从而具有压电效，这种陶瓷叫压电陶瓷，如图1（a）所示。由于陶瓷与周围的空气接触，这些电荷被降落在晶体表面的空气中的正负离子中和，如图 1（b）所示，因此它不显出电效应。若陶瓷一旦被压缩，电矩取向发生变化，其极化电荷减少，与表面的正负离子中和程度降低，使降落在陶瓷表面的正负电荷增多。这些电荷可通过尖端放电产生电火花，打火机正是靠这火花将燃气点燃的

压电陶瓷换能器是一种利用压电效应将机械能转化为电能的装置。当施加压力或力矩时，压电陶瓷会发生形变，从而产生电荷分布。这些电荷分布会导致电势差的产生，进而产生电压信号。
在实验过程中改变压电陶瓷的长度l，实际上是改变了施加在压电陶瓷上的压力或力矩。由于压电陶瓷的压电效应是与施加的压力或力矩成正比的，因此改变l会导致压电陶瓷的压电效应发生变化，进而导致输出电压的变化。
因此，改变l会直接影响压电陶瓷的压电效应和输出电压，这是压电陶瓷换能器工作原理的基础。

这个电压要直接连接到压电陶瓷的正负极才能有效地实现电致伸缩，如果只是把压电陶瓷置于空间电场之内，那么压电陶瓷正负极之间的电压会微乎其微，绝大部分部分电场能量都被空气（或真空）分走。
压电陶瓷在直流电压下发生电致伸缩时不会有电流流过，而在交变电场（电压）作用下发生电致伸缩时只会有很微小的电流流过它的正负极间，因为压电陶瓷的输入电阻极高，完全就是个绝缘体，但是它的两极之间镀有导电层，因此存在一个容量不大的平板电容，如果外加电压是交变的，会有很微小的交流电流通过这个电容流过。

打火机里的那个压电器是压电陶瓷元件，压电陶瓷在机械应力作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷。因此，当压电陶瓷元件受到冲击压力时，将机械能转换为电能，在尖端放出瞬时高压电火花，点燃燃料。

压电点火器是以压电效应为理论基础、以压电陶瓷为介质而生产的手动点火装置，多用于各种燃气具，如燃气灶、燃气热水器、燃气冰箱等。相对于脉冲点火，压电点火有放电时间短、手动操作、点火成功率低等缺点，正被脉冲点火器逐步淘汰。

扩展资料：

压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。

压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动，用它来制作压电地震仪，能精确地测出地震强度，指示出地震的方位和距离。这不能不说是压电陶瓷的一大奇功。

参考资料来源：百度百科-压电陶瓷

压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。 是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。
依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。
这里再介绍一下电致伸缩效应。电致伸缩效应，即电介质在电场的作用下，由于感应极化作用而产生应变，应变大小与电场平方成正比，与电场方向无关。压电效应仅存在于无对称中心的晶体中。而电致伸缩效应对所有的电介质均存在，不论是非晶体物质，还是晶体物质，不论是中心对称性的晶体，还是极性晶体。
下面我们利用压电陶瓷测试压电效应和逆压电效应。常用的压电陶瓷是由锆钛酸铅（PZT）材料做成的。将PZT材料做成的压电陶瓷片粘在圆形黄铜片上就构成了压电陶瓷元件。它具有明显的压电效应。
首先，将压电陶瓷片A的两根引线通过一个按钮开关与信号发生器相联。将压电陶瓷片B的两根引线与扩音器（带喇叭）的输入端相连。将A、B两个压电陶瓷片用黑封泥固定在同一个木板制成的箱子上。当观察者将按钮开关按下，接通信号发生器和压电陶瓷A时，由于逆压电效应，A开始振动，并把振动传给木箱，木箱的振动传给压电陶瓷B，由于压电效应，使B两边产生变化电信号，再传给扩音器使喇叭发声，所以这个实验同时演示了压电效应和逆压电效应。