壓電式換能器是利用某些單晶材料的壓電效應和某些多晶材料的電致伸縮效應來(lái)將電能與聲能進(jìn)行相互轉換的器件。因其電聲效率高、功率容量大以及結構和形狀可以根據不同的應用分別進(jìn)行設計，在功率超聲領(lǐng)域應用廣泛。

　　壓電效應

　　某些單晶材料的結構具有非對稱(chēng)特性，當這些材料受到外加應力作用而產(chǎn)生應變時(shí)，其內部晶格結構的變化（形變）會(huì )破壞原來(lái)宏觀(guān)表現為電中性的狀態(tài)，產(chǎn)生*化電場(chǎng)（電*化），所產(chǎn)生的電場(chǎng)（電*化強度）與應變的大小成正比。這種現象稱(chēng)為正壓電效應，它是由居里兄弟于1880年發(fā)現的。隨后，在1881年又進(jìn)一步發(fā)現這類(lèi)單晶材料還具有逆壓電效應，即具有正壓電效應的材料在受到外加電場(chǎng)作用時(shí)，會(huì )有應力和應變產(chǎn)生，其應變與外電場(chǎng)的大小成正比。

　　壓電效應是晶體結構的一個(gè)特性，它與晶體結構的非對稱(chēng)性有關(guān)，而壓電效應的大小及性質(zhì)則與施加的應力或電場(chǎng)對晶體結晶軸的相對方向有關(guān)。

　　具有壓電效應的單晶材料種類(lèi)很多，常用的如天然石英（SiO2）晶體，以及人工單晶材料如硫酸鋰（Li2SO4）、鈮酸鋰（LiNbO3）等等。

　　電致伸縮效應

　　某些多晶材料中存在有自發(fā)形成的分子集團，即所謂“電疇”，它具有一定的*化，并且沿*化方向的長(cháng)度往往與其他方向的長(cháng)度不同。當有外加電場(chǎng)作用時(shí)，電疇會(huì )發(fā)生轉動(dòng)，使其*化方向與外加電場(chǎng)方向趨于一致，從而使該材料沿外加電場(chǎng)方向的長(cháng)度將發(fā)生變化，表現為彈性應變。這種現象稱(chēng)為電致伸縮效應。

　　電致伸縮效應也有逆效應，即具有電致伸縮效應的多晶材料在經(jīng)受外加應力產(chǎn)生應變時(shí)，其總的*化強度將會(huì )發(fā)生變化，即表現為電*化（產(chǎn)生電場(chǎng)）。

　　因此，電致伸縮效應可以說(shuō)與電*化現象有關(guān)（自*化）。