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如何理解石英晶振的逆壓電效應(yīng)
我們通過前面所介紹到的有關(guān)石英晶振的資料,可以知道既然形變能使壓電晶體的電偶極矩發(fā)生變化，那么電偶極矩的變化也能使之產(chǎn)生形變。逆壓電效應(yīng)就是在電場(chǎng)的作用下，電偶極矩發(fā)生變化的同時(shí)產(chǎn)生形變。我們已經(jīng)知道：
（1）石英晶體的正應(yīng)變S1，S2和切應(yīng)變S4。都能使電偶極矩在x方向分量發(fā)生變化。因此，在電場(chǎng)分量E1的作用下，沿x方向電偶極矩的變化也將產(chǎn)生正應(yīng)變S1，S2和切應(yīng)變S4。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)：S1，S2和S4分別與E1成正比，即：
S1=d11E1；
S2=d12E1=-d11E1；
S4=d14E1；
（2）石英晶體的切應(yīng)變S5和S6。能使電偶極矩在y方向的分量發(fā)生變化。因此，在電場(chǎng)分量E2的作用下，沿y方向電偶極矩的變化也將產(chǎn)生切應(yīng)變S5和S6。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，S5，S6分別與E2成正比，即：
S5=d25E2=-d14E2:
S6=d26E2=-2d11E2；
（3）石英晶體的各個(gè)應(yīng)變都不能改變z方向電偶極矩分量等于零的狀態(tài)，因此，z方向的電場(chǎng)分量E3的作用不產(chǎn)生任何形變。
綜上所述在電場(chǎng)E的作用下，石英晶振晶體的逆壓電效應(yīng)表示為：
或簡(jiǎn)寫為：S=dtE.
式中dt為轉(zhuǎn)置矩陣，它等于壓電常數(shù)d行列互換后的矩陣。
由式（2.4.7)和式（2.4.10）或式（2.4.8)和式（2.4.11）可以看出：
①石英晶振晶體不論是正壓電效應(yīng)還是逆壓電效應(yīng)，壓（應(yīng)力或應(yīng)變）與電（電場(chǎng)強(qiáng)度或電位移）之間是線性關(guān)系。
②晶體的哪個(gè)方向上有正壓電效應(yīng)，則在此方向上一定存在逆壓電效應(yīng)。
③石英晶振不是在任何方向都存在壓電效應(yīng)的。例如，T1、T2和T4只產(chǎn)生沿x方向的正壓電效應(yīng),應(yīng)力T5和T6只產(chǎn)生沿y方向的正壓電效應(yīng)；而應(yīng)力T3則不產(chǎn)生壓電效應(yīng)。
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