壓電效應的原理是，如果對壓電材料施加壓力，它便會產(chǎn)生電位差（稱之為正壓電效應），反之施加電壓，則產(chǎn)生機械應力（稱為逆壓電效應）。也就是說，壓電陶瓷具有機械能與電能之間的轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換的功能，這種相互對應的關(guān)系非常有意思。

正壓電效應

當壓電材料受到某個固定方向外力的作用時，內(nèi)部就產(chǎn)生電極化現(xiàn)象，同時在某兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷；當外力撤去后，材料又恢復到不帶電的狀態(tài)；當外力作用方向改變時，電荷的極性也隨之改變；材料受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應。壓電式傳感器大多是利用正壓電效應制成的。

逆壓電效應

當對壓電材料施加電場時，材料的某些方向會出現(xiàn)機械形變的現(xiàn)象，并且其形變量與外電場強度成正比，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應。用逆壓電效應制造的設(shè)備可用于超聲工程和微運動領(lǐng)域。 

壓電材料外部施加力F的產(chǎn)出計算

外部施加力下壓電材料產(chǎn)生的電荷Q或者電壓V就是正壓電效應的應用。通用常數(shù)比例變化（如壓電常數(shù)d₃₃和C_d大小的變化）施加全部外部作用下，壓電陶瓷會對應產(chǎn)生電荷量Q。

Q=C_d×V=F×d₃₃

此時輸出電壓V可由壓電材料元件的壓電常數(shù)g₃₃、厚度t、截面積A的關(guān)系表達出來，具體見下公式：

V=F×d₃₃/C_d=F×g₃₃×t/A

舉例：壓電陶瓷截面積A=10×10mm²，厚度t=1mm，g₃₃=26.5×10^-3vm/N。當力F=10N時，得到輸出電壓V=2.65V。

壓電材料外部施加電壓V的產(chǎn)出計算

外部施加電壓壓電材料產(chǎn)生形變就是逆壓電效應的應用。在應用實例中，壓電材料可以在直流或低頻交流電下運行。此時，無負荷的電位移U和施加電壓V有下列關(guān)系：

U=V×d₃₃   

V：施加電壓

d₃₃：壓電常數(shù)

舉例：壓電陶瓷d₃₃=635×10^-12 m/V，施加電壓150V，位移U=95.25nm