KE dielektrik bahan adalah penebat elektrik, yang mempunyai keupayaan menghentikan aliran arus melaluinya. Mereka dikelaskan kepada bahan simetri Centro dan bahan piezoelektrik piezoelektrik diklasifikasikan sebagai bukan pirolistrik dan pirolistrik, elektrik piro dikelaskan lagi sebagai bukan ferroelektrik dan ferroelektrik. Artikel ini menentukan bahan piroelektrik. Ia ditemui pada awal abad ke-20 oleh seorang saintis Yunani. Pyroelectricity nama berasal dari bahasa Yunani di mana pyro bermaksud api dan elektrik. Ini adalah harta umum kristal tertentu yang terpolarisasi untuk mendapatkan medan elektrik yang besar. Bahan-bahan pirolistrik ini keras dan bersifat kristal.
Apa itu Bahan Piroelektrik?
Pyroelectricity atau pyroelectric material adalah tindak balas elektrik dielektrik polar dengan perubahan suhu. Sekiranya suhu pada gilirannya berubah ia menyebabkan pergerakan atom dari posisi netral maka polarisasi bahan berubah, kita memerhatikan voltan melintang bahan. Kesan ini bersifat sementara sekarang andaikan suhu tetap pada nilai barunya. Voltan pirolistrik menjadi sifar kerana arus kebocoran. Jadi, dalam had suhu yang sama, caj yang dikenakan oleh kesan pemanasan atau penyejukan adalah sama dan berlawanan.
Bahan-bahan pirolistrik menunjukkan polarisasi spontan yang merupakan polarisasi jika tidak ada medan elektrik, ini tidak dapat diubah atau dibalikkan ketika menggunakan medan elektrik yang dilakukannya pada bahan-bahan ferroelektrik. Oleh itu semua bahan elektro pyro juga piezoelektrik. Bahan piezoelektrik mempunyai jenis kristal piezoelektrik tertentu yang tidak membenarkan proroelektrik. Oleh itu, kesan pirolistrik berlaku di bawah suhu 1070 darjah F suhu kari , jadi apabila bahan dipanaskan di atas suhu curie 1070 darjah F, atom kembali ke kedudukan keseimbangannya. Oleh itu, kesan elektrokalorik dianggap sebagai kebalikan fizikal dari kesan pirolistrik.
Senarai Bahan Piroelektrik
Sebilangan bahan pirolistrik disenaraikan di bawah
- Tourmaline
- gallium nitrida
- cesium nitrat (CsNO3)
- polivinil fluorida
- derivatif fenil piridin
- kobalt phthalocyanine
- Lithium tantalite (LiTaO3).
Perbandingan antara Pyro Electricity dan Thermo Electricity
Kesan elektrokalorik adalah fenomena di mana bahan menunjukkan perubahan suhu yang boleh dibalikkan pada medan elektrik yang digunakan. Oleh itu, proroelektrik berbeza dengan termoelektrik. Pyro crystal mengubah suhu dari satu darjah ke darjah yang lain menyebabkan voltan sementara melintasi kristal.
Manakala dalam kes termoelektrik kedua-dua hujung peranti dikenakan dua suhu yang berbeza mengakibatkan voltan kekal dalam peranti mengakibatkan kerana terdapat perbezaan suhu.
Perbezaan antara Bahan Piezoelectric, Pyroelectric dan Ferroelectric
Berikut adalah perbezaan antara Bahan Piezoelectric, Pyroelectric dan Ferroelectric
Parameter | Piezoelektrik | Piroelektrik | Ferroelektrik |
Fungsi | Bahan piezoelektrik menghasilkan elektrik setiap kali tekanan mekanikal dikenakan. | Bahan pirolistrik menghasilkan potensi elektrik setiap kali dipanaskan atau disejukkan. | Bahan ferroelektrik menunjukkan polarisasi elektrik walaupun tanpa medan elektrik. |
Contoh
| Kuarza, kristal, Ammonium, Fosfat | Kristal kuarza, Amonium, Fosfat. | Lithium niobite, Barium Titanite |
Hartanah | Bukan sentrosimetri, Dielektrik bukan polar, Kehadiran kesan Piezoelektrik di mana P = dσ. | Mereka adalah polarisasi sehala, bukan sentrosimetri, Ia menunjukkan daya elektrik ketika T> = Tc | Mereka mudah terpolarisasi, Mereka menunjukkan histeresis dielektrik, Kedua-duanya bersifat pyro dan piezoelektrik. |
Permohonan | Bertindak seperti transduser , Digunakan dalam mikrofon, Ia menjana gelombang ultrasonik . | Pengesan IR, Tiub gambar, Elemen penderiaan suhu. | Transduser ultrasonik Mereka adalah transduser tekanan Ia bertindak sebagai ingatan peranti seperti memori akses rawak. |
Analisis Matematik Bahan Piroelektrik
Sekeping nipis dari bahan pirolistrik adalah elektrod dan disambungkan ke penguat yang mempunyai impedans tinggi, transistor kesan medan (FET) seperti gambar di bawah. Biarkan ia menjadi arus elektrik yang menghasilkan voltan V melintasi kemasukan elektrik Ye. Voltan penguat kesatuan memperoleh pasangan sumber arus tinggi impedans ke impedans input rendah yang mengikuti litar. Sekiranya p ’adalah komponen pekali proelektrik p ortogonal ke permukaan elektrod kawasan A. Arus yang dihasilkan bebas dari ketebalan kerana arus dikaitkan dengan cas permukaan yang tidak terikat.
matematik-analisis-bahan-piro-elektrik-bahan
Di mana,
Bayaran Q = p ’A Δ T …… .. 1
Arus pirolistrik ip = Ap’dT / dt …… .. 2
Voltan pirolistrik V = i / УE ……… 3
Tempat masuk elektrik УE = GA + GE + jw CA + CE …… .4
Shunt dan konduktansi sampel GA, GE
Shunt dan kapasitansi sampel CA, CE
Kapasiti setara dielektrik adalah 100 = € σa / Ke ...... 5
Tenaga tersimpan E = ½ p2 € σAhΔT2 …… .6
d = ketebalan bahan € σ = pemalar permitiviti pada tekanan, A = Kawasan perlindungan, p '= komponen pekali piroelektrik p
Sekiranya medan elektrik E diterapkan pada bahan, total anjakan dielektrik d yang merupakan cas per unit luas plat, di kedua sisi bahan proelektrik adalah,
d = E s + € E ……… .7
di mana € adalah permitiviti vakum dan Es adalah polarisasi spontan kepadatan isipadu momen dipol elektrik .
Kesan Pekali Proelektrik dengan Suhu
Dari analisis di atas, pekali pirolistrik mempunyai kesan suhu
- Pekali pirolistrik meningkat dengan peningkatan suhu
- Ia bergantung pada urutan peralihan fasa dan lebih besar untuk peralihan urutan kedua
- Tc adalah suhu curie di mana bahan piroelektrik meningkat.
Kelebihan Bahan Proelektrik
Kelebihan bahan piroelektrik adalah
• Bebas pencemaran
• Kos penyelenggaraan lebih rendah
• Tindak balas frekuensi tinggi
Kekurangan Bahan Piroelektrik
Kelemahan bahan piroelektrik adalah
• Memerlukan tinggi galangan kabel
• Gerakan statik tidak dapat diukur dengan mudah.
Permohonan
Aplikasi bahan Proelektrik adalah
• Pengesan gerakan berasaskan PIR
• Radiometri
• Penukar piroelektrik tenaga suria
• Pengesanan dan perlindungan hidupan liar
• Termometer berasaskan jarak jauh PIR
• Pengesan kebakaran
• Diagnostik laser.
Soalan Lazim
1). Apa itu kristal pirolistrik?
Kristal pirolistrik adalah bahan yang menghasilkan elektrik apabila suhu kristal meningkat.
2). Adakah semua elektrik Piezo ferroelektrik?
Ya, semua elektrik Piezo ferroelektrik tetapi tidak semua piezoelektrik adalah ferroelektrik.
3). Adakah kuarza adalah proroelektrik?
Ya, kuarza adalah kristal pirolistrik.
4). Apa itu sensor pyro?
Sensor pyro juga dinamakan sebagai pengesan pyro atau pengesan termal. Sekiranya terdapat perubahan kecil pada cas suhu dikembangkan pada permukaan kristal yang merupakan arus elektrik yang diperlukan.
5). Bolehkah kristal menyimpan data?
Ya, kristal dapat menyimpan data.
6). Adakah latar belakang terma mempengaruhi kesan pirolistrik?
Tidak, latar belakang terma tidak mempengaruhi kesan pirolistrik.
Oleh itu, piroelektrik adalah sifat kristal tertentu yang menunjukkan polarisasi, di mana tindak balas elektrik dihasilkan dengan perubahan suhu. Kesan pirolistrik berlaku di bawah 1070 darjah F iaitu suhu curie. Mereka memerlukan kabel impedans tinggi untuk operasinya yang memberikan tindak balas frekuensi yang baik. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah fungsi bahan piroelektrik?
