Un motor piezoelectric este un dispozitiv care creează mișcare atunci când un câmp electric creează mișcare în anumite cristale sau materiale artificiale. Piezoelectricitatea a fost demonstrată pentru prima dată în anii 1880, când s-a descoperit că cristalele de cuarț creau curent electric atunci când sunt stresate prin lovirea sau comprimarea lor. Acest efect este opusul a ceea ce alimentează un motor piezoelectric, unde electricitatea este folosită pentru a crea mișcare dintr-un material sensibil la câmpul electric.
Nevoia pentru aceste motoare a crescut la sfârșitul secolului al XX-lea, odată cu creșterea cererii de miniaturizare. Motoarele electrice standard au o limită practică de dimensiune minimă, sub care nu pot funcționa în mod fiabil. Un motor piezoelectric poate fi realizat la scară miniaturală, oferă o mișcare precisă în trepte foarte mici și utilizează foarte puțină putere în timpul funcționării sau în repaus.
Există foarte puține piese într-un motor piezo. Un oscilator de înaltă frecvență oferă o frecvență care excită materialul piezoelectric. Acest material își va schimba forma în funcție de proprietățile sale de cristal. Mișcarea rezultată face ca materialul să intre în contact cu o glisă sau o rolă.
Glisiera sau rola este acoperită cu un cauciuc moale sau polimer, numit strat de frecare, care permite materialului piezoelectric să-l prindă și să-l miște. De fiecare dată când oscilatorul creează un impuls de frecvență, materialul este excitat și se mișcă. Acest lucru determină mișcarea glisierei sau rolei.
Un motor piezoelectric folosește acest efect pornind și oprind rapid frecvența de oscilație. Fiecare impuls creează o mișcare mică, dar bine definită a materialului piezo, iar ciclurile rapide de frecvență creează o mișcare continuă. Glisierele pot înlocui rotoarele pentru o mișcare înainte și înapoi care poate acționa ca un comutator.
Cel mai mare avantaj al acestor motoare a fost miniaturizarea. Există și alte avantaje, inclusiv cerințele de putere reduse și necesitatea redusă de întreținere. Un motor piezoelectric este, de asemenea, relativ neafectat de interferența magnetică și electrică, deoarece structura cristalină necesită frecvențe specifice pentru a crea mișcare.
Cristalele naturale, inclusiv cuarțul și turmalina, pot oferi proprietăți piezoelectrice. Ceramica pe bază de titan și alte minerale sunt utilizate în mod obișnuit. Unii polimeri bazați pe tehnologia fluoropolimerului pot prezenta și proprietăți piezoelectrice.
Un motor electric standard poate oferi viteză mare cu cuplu scăzut, forța de răsucire care provoacă rotația. Motoarele piezo, pe de altă parte, funcționează la viteze mai mici, dar au un cuplu mare pentru dimensiunea lor. În plus, pot oferi mișcări foarte precise, imposibile cu motoarele electrice. Capacitatea de a miniaturiza la scară nanometrică sau la dimensiunea microscopică le permite să fie utilizate într-o mare varietate de aplicații medicale, industriale și de consum.