Apa itu Elektrostriksi?

Ketika medan listrik diterapkan pada isolator listrik, isolator itu mungkin berubah bentuk atau berubah bentuk dalam beberapa cara. Sifat isolator listrik ini disebut elektrostriksi. Secara khusus, elektrostriksi adalah hubungan antara regangan dan medan listrik, atau antara regangan dan polarisasi; kopling ini terjadi hanya ketika medan listrik diterapkan pada material. Bahan elektrostriktif dapat digunakan untuk membangun aktuator, yang dapat digunakan di sirkuit kontrol di mana sejumlah kecil gaya diperlukan untuk menghidupkan sirkuit. Bahan-bahan ini juga bereaksi terhadap medan listrik dengan sangat cepat, yang membuat bahan-bahan ini cocok untuk sirkuit kontrol kecepatan tinggi.

Elektrostriksi terjadi pada bahan tertentu yang merupakan konduktor arus listrik yang buruk. Ketika perbedaan tegangan diterapkan pada bahan elektrostriktif, bahan ini mengalami perubahan bentuk sementara. Bahan yang bersifat elektrostriktif berubah bentuk karena adanya gaya tarik elektrostatis dari muatan bebas pada elektroda yang dikenakan pada bahan yang bersifat elektrostatis.

Bahan elektrostriktif tidak seperti bahan magnet karena bahan elektrostriktif tidak akan membalikkan arah deformasi jika medan listrik dibalik. Tidak seperti magnetostriksi, yang bersifat linier, persamaan kuadrat perlu digunakan untuk menghitung gaya yang bekerja pada elektrostriksi. Sifat elektrostriksi nonlinier ini memungkinkan bahan elektrostriktif untuk menunjukkan respons regangan yang dapat direproduksi terhadap medan listrik tanpa kehilangan histeresis – dan panas buang yang dihasilkan – yang dihasilkan oleh bahan magnetik.

Aktuator elektrostriktif sering dibuat dari bahan polimer elektrostriktif. Setiap polimer menunjukkan elektrostriksi berbeda. Misalnya, polimer silikon mungkin menunjukkan kinerja regangan tinggi bila dibandingkan dengan polimer elektrostriktif lainnya.

Polimer yang memiliki kinerja regangan tinggi lebih cocok untuk lingkungan di mana regangan mekanis mungkin menjadi masalah daripada polimer dengan kinerja regangan rendah. Polimer elektrostriktif lainnya – seperti poliuretan – mampu menghasilkan lebih banyak kekuatan di bawah kondisi listrik yang sama daripada polimer lainnya. Polimer semacam itu memungkinkan lebih banyak energi listrik input diubah menjadi kerja mekanis.

Bahan elektrostriktif memiliki kecepatan respons yang tinggi — seringkali kurang dari 10 milidetik — ketika medan listrik diterapkan pada material. Bahan elektrostriktif respons cepat dapat digunakan dalam perangkat mekanis dan elektromekanis yang memerlukan waktu respons sirkuit ultracepat, seperti instrumen presisi. Bahan elektrostriktif sering digunakan dalam aplikasi mekanis seperti perangkat penyetel sudut mikro, servovalve tekanan oli, dan transduser piezoelektrik yang dapat disetel di lapangan.