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Gli attuatori piezoelettrici che sfruttano l’effetto piezoelettrico inverso per produrre uno spostamento in risposta a una tensione applicata possono rappresentare un’alternativa ai tradizionali dispositivi elettromagnetici come motori e solenoidi. Essi garantiscono numerosi vantaggi tra cui maggiore affidabilità, minore consumo di potenza, riduzione delle dimensioni e risoluzione della posizione più elevata Attuatori piezoelettrici: nozioni di base, criteri di scelta e guida alla progettazione Patrik Kalbermatten Senior Manager - Distribution Promotion Product Management Magnetic, Sensor & Actuator KEMET Electronics, a YAGEO company L’effetto piezoelettrico I fratelli Curie hanno dimostrato l’effetto piezoelettrico diretto alla fine del 19mo secolo, mostrando come l’appli- cazione di una sollecitazione a materiali cristallini pre- senti in natura come i quarzi produca una carica elettrica (Fig. 1a). Esiste anche un effetto inverso: l’applicazione di un campo elettrico a un materiale con proprietà pie- zoelettriche provoca una distorsione fisica (Fig. 1b) che dà luogo a uno spostamento dell’ordine di alcuni micron. Successivamente alla scoperta dei fratelli Curie, sono stati sviluppati diversi materiali piezoelettrici sintetici, o ceramiche ferroelettriche. Si tratta solitamente di ma- teriali caratterizzati da una costante piezoelettrica molto maggiore rispetto a quella dei materiali naturali. Dopo la sinterizzazione, i dipoli all’interno della struttura cri- stallina sono orientati in modo casuale. Per polarizzare i dipoli viene applicato un campo elettrico di forte intensi- tà. Dopo la rimozione di questo campo elettrico permane una polarizzazione residua che conferisce alla ceramica le sue proprietà piezoelettriche. COMPONENTS ACTUATORS Fig. 1a/b – Effetto piezoelettrico diretto (a) e inverso (b) ELETTRONICA OGGI 508 - MARZO 2023 53