1．1 出力和位移的關係
位移△L0：是壓電陶瓷產生的位移，這個數值是在空載條件下測得，即在壓電陶瓷產生位移過程中不受任何阻力。對陶瓷施加電壓後，測得相應位移。
出力Fmax：是壓電陶瓷產生的最大出力，這個數值是壓電陶瓷在位移為0時，測得的出力，即抵抗大剛度負載的推力。
kA＝Fmax／△L0
假設把陶瓷固定在兩麵牆之間，施加最大電壓給壓電陶瓷，由於兩麵牆的剛度很大，壓電陶瓷無法伸長，位移為零，這時的出力為最大出力。但是事實上，任何物體都會表現出一定的彈性模量，這裏我們把牆的彈性忽略不計。
當外部機械結構的剛度為零時，給壓電陶瓷加最大電壓，壓電陶瓷產生最大位移。這時出力為零。出力與位移的關係如下圖所示。
隻要外部連接機械結構存在剛度，則陶瓷的位移就一定會有損失，位移損失的大小取決於外部機械結構的剛度，外部機械結構剛度越大，損失的位移也就越大，當外部機械結構的剛度與陶瓷的剛度相同時，位移與出力為最大位移與出力一半，陶瓷能效得到最大的利用。
如果想用壓電陶瓷產生位移，那麼這個陶瓷一定是極化過的。該材料的大部分偶極子必須在一個方向上。如果在偶極子的方向（這裏z方向）施加電場，陶瓷致動器將沿電場方向伸長（縱向效應），垂直電場方向收縮（橫向效應）。
位移是由下式表示：
縱向效應
（1．0．1）
橫向效應
（1．0．2）
S－－應變，相對位移；
T ＝ F ／ A－－機械的彈性壓力；
Sii－－彈性係數；
ΔLZ－－驅動器在Z向的位移；
LZ－－壓電致動器有效部分的長度；
E＝kA／ds－－外部預加載彈簧的剛度係數；
kA－－壓電陶瓷的剛度的剛度。
圖 1．1 壓電陶瓷的縱向效應和橫向效應
如果沒有特別提出，我們說的壓電效應都是指縱向效應。但是對於橫向效應，所有的關係可以以相同的方式表述。
（1．0．3）
公式（1．0．3）的第一項把陶瓷致動器作為剛度為CT的彈簧的的機械特性。第二項描述的是在電場E下的伸長位移。
1．2 沒有電壓施加到致動器，E ＝ 0
陶瓷致動器被短路，公式（1．0．3）變為S ＝ΔL／ L0＝ S33·T。致動器的變形量由其剛度CET決定，因為額外負載力的作用，致動器會被壓縮而變短。
（1．1．1）
L0－－致動器的長度
1．3 無外力，F＝0
疊堆陶瓷在沒有任何預載力和外力的情況下，位移如下式：
（1．2．1）
最大位移取決於疊堆陶瓷的長度、疊堆陶瓷材料和場強。
例 讓我們考慮一個這樣參數的疊堆陶瓷：
壓電常數d33＝635×10－12m／ V；疊堆長度L0＝16mm；單片的厚度為100μm。工作電壓是150V。電場強度為E＝1．5kV／mm。在無外力的情況下，根據公式1．2．1，我們可以很容易的得出陶瓷的位移ΔL0＝15μm。
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