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A palavra de cristal é derivado do grego krustallos, que significa tanto “gelo” quanto “cristal de rocha”. Um cristal é um sólido no qual o material, tais como seus átomos, moléculas ou íons, que estão dispostos numa estrutura microscópica altamente ordenada, num padrão tridimensional altamente ordenado, que se repete no espaço, formando uma estrutura com uma geometria específica, formando uma rede cristalina que se estende em todas as direções.
O Cristal na Eletrônica
Os cristais desde o inicio da eletrônica eram amplamente utilizados pelos cientistas em seus experimentos, já que na época utilizava-se qualquer objeto, como madeira, pedras, metais, cristais, etc.A utilização de objetos místicos com elétricos era muito comum.
Mesmo com todos os avanços da eletrônica não existe um substituto a altura do cristal. Atualmente quase todos os equipamentos eletrônicos utilizam cristais, seja em osciladores, display ou filtros.
O cristal é um componente eletrônico que consiste em um material piezoelétrico cortado em um formato específico. Quando uma tensão é aplicada em suas faces, o cristal começa a vibrar em sua frequência natural de ressonância, produzindo um sinal elétrico que pode ser utilizado em vários circuitos eletrônicos.
Os cristais são utilizados principalmente como osciladores de frequência em circuitos eletrônicos, proporcionando um sinal elétrico preciso e estável. Eles são usados em muitas aplicações, como em relógios digitais, receptores de rádio, computadores, telefones celulares, equipamentos de telecomunicações, entre outros.
Os cristais mais comuns utilizados na eletrônica têm frequências na faixa de alguns kHz a alguns MHz. Os cristais são geralmente classificados de acordo com sua frequência de ressonância, tolerância e estabilidade de temperatura. Eles podem ser encontrados em vários formatos e tamanhos, dependendo da aplicação.
Além disso, existem também cristais piezoelétricos usados em transdutores, sensores de pressão, e outros dispositivos eletrônicos, que funcionam de maneira semelhante aos cristais usados como osciladores.
Em resumo, os cristais são componentes eletrônicos importantes na eletrônica moderna, proporcionando estabilidade e precisão em osciladores de frequência e sendo utilizados em uma ampla variedade de aplicações eletrônicas.
Efeito Piezoelétrico
A piezoeletricidade foi descoberto em 1880 pelos físicos franceses Jacques e Pierre Curie. O Efeito Piezoelétrico significa eletricidade resultante da pressão, é um processo reversível que transforma eletricidade em movimento e o movimento em eletricidade.
Na prática, se cortarmos uma fatia bem fina de um cristal e entre elas colocarmos contatos com fios condutores, e colocarmos uma pressão mecânica sobre ele, vai ser gerada uma corrente elétrica. Mas se nestes contatos do cristal injetarmos uma corrente elétrica, o cristal irá vibrar.
Usando Pastilha Piezoelétrica como Fonte de Energia Alternativa – Como Fazer Cristais Piezo Caseiros
Cristal Oscilador
Primeiro a pesquisar ressonadores de quartzo foi Paul Langevin, ele desenvolvia um sonar durante a Primeira Guerra Mundial. Mas foi em 1917 que o primeiro oscilador controlado por cristal, usando um cristal de sal de Rochelle ( tartarato de sódio e potássio – que era muito usado por suas propriedades piezoelétricas e dielétricas) foi construído.
Este primeiro oscilador a cristal foi construído por Alexander M. Nicholson. Só em 1921 Walter Guyton Cady construiu o primeiro oscilador a cristal de quartzo em 1921. Inicialmente os osciladores de cristal de quartzo foram desenvolvidos para serem usados como referências de frequência de alta estabilidade.
Antes da chegada dos cristais as emissoras de rádio, elas controlavam a sua frequência de transmissão com circuitos sintonizados, tais circuitos variavam a frequência facilmente com a mudança de temperatura, variações de tensão, umidade, etc.
Já em 1926 os osciladores de cristais de quartzo foram popularizados e quase todas as estações de radiodifusão e operadores de rádio amador tinham estes osciladores em seus transmissores. Até hoje os osciladores de cristal são usados em quase todos os eletrônicos, televisores, rádios, receptores de parabólica, videogames, etc.
Relógio de Cristal de Quartzo
O oscilador de quartzo são super precisos, partindo de Com a popularização dos osciladores Em 1928, Warren Marrison desenvolveu o primeiro relógio de cristal de quartzo. Com precisão de até 1 segundo em 30 anos (30 ms / ano ou 10 -7), [6] relógios de quartzo substituídos precisão relógios de pêndulo como cronometristas mais precisos do mundo até relógios atômicos foram desenvolvidos na década de 1950.
Display de Cristal Liquido – LCD
Podemos dizer que o primeiro a pesquisar os cristais líquidos foi Otto Lehmann, que em 1904, publicou seu trabalho sobre o assunto, mas em 1888 já se tinha relatos dos cristais líquidos.
Os cristais líquidos são materiais que estão em um estado da matéria entre o sólido e líquido, ou seja um estado líquido cristalino ou mesomórfico.
Na realidade cristais líquidos não são cristais como conhecemos, é que as moléculas estão ordenadas de forma muito parecida com as rochas de cristal.
Um número de empresas começou a produzir cristais de quartzo para uso electrónico durante este tempo. Usando métodos primitivos que são agora consideradas, cerca de 100.000 unidades de cristal foram produzidos nos Estados Unidos durante 1939. Através da Segunda Guerra Mundial cristais foram feito de cristal de quartzo natural, praticamente todos do Brasil.
A escassez de cristais durante a guerra causada pela demanda por controle de freqüência precisa dos militares e navais rádios e radares estimulou a investigação do pós-guerra em cultura de quartzo sintético, e em 1950 um hidrotermal processo para o cultivo de cristais de quartzo em escala comercial foi desenvolvido no Bell Laboratories.Na década de 1970 praticamente todos os cristais usados em equipamentos eletrônicos eram sintético.
Em 1968, Juergen Staudte inventou um fotolitográfica processo para a fabricação de osciladores de cristal de quartzo, enquanto trabalhava em aviação norte-americana (agoraRockwell) que lhes permitiu ser feita pequena o suficiente para produtos portáteis, como relógios. [10]
Apesar de osciladores de cristal ainda mais comumente usam cristais de quartzo, os dispositivos que utilizam outros materiais estão se tornando mais comuns, tais como ressonadores de cerâmica.
