TO dielektriline materjal on elektriisolaator, mis suudab peatada selle kaudu voolava voolu. Need klassifitseeritakse edasi Centro sümmeetrilisteks materjalideks ja piesoelektrilisteks materjalideks piesoelektriline klassifitseeritakse mittepüroelektrikute ja püroelektrikute hulka, püroelektrikud klassifitseeritakse lisaks ferroelektrikute ja ferroelektrikute hulka. See artikkel täpsustab püroelektrilist materjali. Selle avastas 20. sajandi alguses Kreeka teadlane. Püroelektri nimi on tuletatud kreeka keelest, kus püro tähendab tuld ja elektrit. See on teatud kristallide üldine omadus, mis on polariseeritud suure elektrivälja saamiseks. Need püroelektrilised materjalid on oma olemuselt kõvad ja kristallilised.
Mis on püroelektriline materjal?
Püro- või püroelektriline materjal on polaarse dielektriku elektriline reaktsioon temperatuuri muutusega. Kui temperatuur vastutasuks muutub, põhjustab see aatomite liikumist sealt neutraalsest asendist, mistõttu materjali polarisatsioon muutub, jälgime kogu materjali pinget. See mõju on ajutine, eeldades, et temperatuur püsib uue väärtuse juures konstantsena. Püroelektriline pinge muutub lekkevoolu tõttu nulli. Niisiis on sama temperatuuri piires kuumutamise või jahutamise mõjul tekkivad laengud võrdsed ja vastupidised.
Püroelektrilistel materjalidel on spontaanne polarisatsioon, mis on elektrivälja puudumisel polarisatsioon, seda ei saa muuta ega tagasi pöörata elektrivälja rakendamisel. Seega on kõik püroelektromaterjalid ka piesoelektrilised. Piesoelektrilistel materjalidel on teatud tüüpi piesoelektriline kristall, mis ei võimalda püroelektrit. Seega püroelektriline efekt toimub 1070-kraadise F all curie temperatuur , nii et kui materjali kuumutatakse üle curie temperatuuri 1070 ° F, tulevad aatomid tagasi oma tasakaaluasendisse. Niisiis peetakse elektrokalorist efekti püroelektrilise efekti füüsiliseks pöördvõrdeliseks osaks.
Püroelektriliste materjalide loetelu
Mõned püroelektrilised materjalid on loetletud allpool
- Turmaliin
- galliumnitriid
- tseesiumnitraat (CsNO3)
- polüvinüülfluoriidid
- fenüülpüridiini derivaadid
- koobaltftalotsüaniin
- Liitiumtantaliit (LiTaO3).
Pyroelektri ja termoelektri võrdlus
Elektrokaloriefekt on nähtus, kus materjal näitab pöörduvat temperatuurimuutust rakendatud elektriväljal. Seega erineb püroelektrilisus termoelektrist. Püro-kristall muudab temperatuuri ühest kraadist teise, mille tulemuseks on kristallil ajutine pinge.
Arvestades, et termoelektrilisus seadme kaks otsa allutatakse kahele erinevale temperatuurile, mille tulemuseks on seadme püsiv pinge, mille tulemuseks on temperatuuri erinevus.
Erinevus piesoelektriliste, püroelektriliste ja ferroelektriliste materjalide vahel
Järgnevad erinevused piesoelektriliste, püroelektriliste ja ferroelektriliste materjalide vahel
Parameetrid | Piesoelektriline | Püroelektriline | Ferroelektriline |
Funktsioon | Piesoelektrilised materjalid tekitavad elektrit alati, kui rakendatakse mehaanilist pinget. | Püroelektriline materjal tekitab kuumutamisel või jahutamisel elektrilist potentsiaali. | Ferroelektriline materjal avaldab elektrilist polarisatsiooni ka elektrivälja puudumisel. |
Näited
| Kvarts, kristall, ammoonium, fosfaat | Kvarts kristall, Ammoonium, Fosfaat. | Liitiumniobiit, Baarium titaniit |
Atribuudid | Mitte-tsentrosümmeetriline, Mittepolaarne dielektriline, Piezoelektrilise efekti olemasolu, kus P = dσ. | Need on ühesuunaline polarisatsioon, mitte-tsentrosümmeetriline, See näitab püroelektrit, kui T> = Tc | Need on kergesti polariseeritud, Neil on dielektriline hüsterees, Nad on nii püro- kui piesoelektrilised. |
Rakendused | Tegutseb nagu a andur , Kasutatakse mikrofonides, See genereerib ultraheli lained . | IR-detektorid, Pilditorud, Temperatuuri tajuvad elemendid. | Ultraheli muundurid Nad on rõhuandurid See toimib kui mälu seadet nagu vabamälu. |
Püroelektrilise materjali matemaatiline analüüs
Peenelektrilise materjali õhuke tükk on elektrood, mis on ühendatud võimendiga, millel on kõrge takistus, väljatransistor (FET), nagu allpool näidatud. Olgu see püroelektriline vool, mis tekitab pinge V üle elektrilise vastuvõtu Ye. Pinge võimendi ühtsuse suurenemisest ühendab voolu suure impedantsiga vooluallika madala sisendtakistusega. Kui p ’on osa püroelektrilise koefitsiendi p komponendist, mis on ristkülik pindala A elektroodipinnaga. Tekitatud vool on paksusest sõltumatu, kuna vool on seotud piiramatu pinna laenguga.
püroelektrilise materjali matemaatiline analüüs
Kus
Laadige Q = p ’A Δ T …… .. 1
Püroelektriline vool ip = Ap’dT / dt …… .. 2
Püroelektriline pinge V = i / УE ……… 3
Kus elektriline sissepääs УE = GA + GE + jw CA + CE… .4
Šundi- ja proovijuhtivus GA, GE
Šundi ja proovi mahtuvus CA, CE
Dielektriku ekvivalentne mahtuvus on 100 = € σa / kuni ...... 5
Salvestatud energia E = ½ p2 € σAhΔT2 …… .6
d = materjali paksus € σ = läbilaskvuskonstant pinge korral, A = kaitseala, p ’= püroelektrilise koefitsiendi p komponent.
Kui materjalile rakendatakse elektrivälja E, on kogu dielektriline nihe d, mis on laeng plaadi pindalaühiku kohta püroelektrilise materjali mõlemal küljel,
d = E s + € E ………. 7
kus € on vaakumi läbilaskvus ja Es on elektrilise dipoolmomendi ruumala tiheduse spontaanne polarisatsioon .
Püroelektrilise koefitsiendi mõju temperatuurile
Ülaltoodud analüüsi põhjal mõjutab püroelektriline koefitsient temperatuuri
- Püroelektriline koefitsient suureneb koos temperatuuri tõusuga
- See sõltub faasisiirde järjekorrast ja on suurem teise järgu üleminekute korral
- Tc on curie temperatuur, kus püroelektriline materjal suureneb.
Püroelektriliste materjalide eelised
Püroelektriliste materjalide eelised on
• Saastevaba
• Hoolduskulud on väiksemad
• Väga kõrgsageduslik reageerimine
Puudused püroelektriline materjal
Püroelektriliste materjalide puuduseks on
• Nõua kõrget impedants kaabel
• Staatilisi liikumisi ei saa lihtsalt mõõta.
Rakendused
Püroelektriliste materjalide rakendused on
• PIR-põhised liikumisandurid
• Radiomeetria
• Päikeseenergia püroelektriline muundur
• eluslooduse avastamine ja kaitse
• PIR-põhine termomeeter
• Tulekahjuandur
• Laserdiagnostika.
KKK
1). Mis on püroelektrilised kristallid?
Püroelektrilised kristallid on materjalid, mis toodavad elektrit, kui kristalli temperatuur tõuseb.
2). Kas kõik ferroelektrikud on Piezo elektrikud?
Jah, kõik piesoelektrilised ferroelektrikud, kuid mitte kõik piesoelektrikud pole ferroelektrikud.
3). Kas kvarts on püroelektrik?
Jah, kvarts on püroelektriline kristall.
4). Mis on püroandur?
Pürosensorit nimetatakse ka püro- või termidetektoriks. Kui temperatuuri väikese muutuse korral tekib kristalli pinnal laeng, mis on vajalik elektrivool.
5). Kas kristallid saavad andmeid salvestada?
Jah, kristallid suudavad andmeid salvestada.
6). Kas termiline taust mõjutab püroelektrilist efekti?
Ei, termiline taust ei mõjuta püroelektrilist efekti.
Seega püroelektrienergia on teatud kristallide omadus, millel on polarisatsioon, kus temperatuuri muutusega tekib elektriline reaktsioon. Püroelektriline efekt toimub allpool 1070-kraadist F, mis on curie temperatuur. Nende tööks on vaja suure impedantsiga kaablit, mis tagab hea sagedusreaktsiooni. Siin on teile küsimus, mis on püroelektrilise materjali funktsioon?
