Į dielektrikas medžiaga yra elektros izoliatorius, kuris gali sustabdyti srovės srautą per jį. Jie dar skirstomi į simetriškas centro medžiagas ir pjezoelektrines medžiagas pjezoelektrinis yra klasifikuojamas kaip nepiroelektrikai ir piroelektrikai, piroelektrikai dar priskiriami neferoelektrikai ir feroelektrikai. Šiame straipsnyje nurodoma piroelektrinė medžiaga. 20 amžiaus pradžioje jį atrado graikų mokslininkas. Piroelektros pavadinimas kilęs iš graikų kalbos, kur piro reiškia ugnį ir elektrą. Tai yra bendra tam tikrų kristalų, kurie yra poliarizuoti, savybė, kad gautų didelį elektrinį lauką. Šios piroelektrinės medžiagos yra kieto pobūdžio ir kristalinės.
Kas yra piroelektrinė medžiaga?
Piroelektrinis arba piroelektrinė medžiaga yra elektrinis polinio dielektriko atsakas, pasikeitus temperatūrai. Jei temperatūra keičiasi, tai sukelia atomų judėjimą iš ten neutralioje padėtyje, taigi pasikeičia medžiagos poliarizacija, mes stebime įtampą visoje medžiagoje. Šis poveikis yra laikinas, tarkime, kad temperatūra išlieka pastovi pagal naują vertę. Piroelektrinė įtampa tampa nulinė dėl nuotėkio srovės. Taigi tose pačiose temperatūros ribose krūviai, atsirandantys dėl šildymo ar aušinimo, yra vienodi ir priešingi.
Piroelektrinėms medžiagoms būdinga savaiminė poliarizacija, kuri yra poliarizacija, kai nėra elektrinio lauko, to negalima pakeisti ar pakeisti, naudojant elektrinį lauką, kurį jis daro feroelektrinėse medžiagose. Taigi visos piroelektrinės medžiagos taip pat yra pjezoelektrinės. Pjezoelektrinėse medžiagose yra tam tikros rūšies pjezoelektriniai kristalai, kurie neleidžia piroelektros. Taigi piroelektrinis poveikis vyksta žemiau 1070 laipsnių F curie temperatūra , taigi, kai medžiaga kaitinama virš 1070 laipsnių F kario temperatūros, atomai grįžta į pusiausvyros padėtį. Taigi, elektrokalorinis efektas laikomas fizine piroelektrinio efekto atvirkštine forma.
Piroelektrinių medžiagų sąrašas
Kai kurios piroelektrinės medžiagos yra išvardytos žemiau
- Turmalinas
- galio nitridas
- cezio nitratas (CsNO3)
- polivinilfluoridai
- fenilpiridino dariniai
- kobalto ftalocianinas
- Ličio tantalitas (LiTaO3).
„Pyro Electricity“ ir „Thermo Electricity“ palyginimas
Elektrokalorinis efektas yra reiškinys, kai medžiaga parodo grįžtamąjį temperatūros pokytį taikomame elektriniame lauke. Taigi piroelektrinis skiriasi nuo termoelektros. Pyro kristalas keičia temperatūrą nuo vieno laipsnio į kitą, todėl kristale yra laikina įtampa.
Kadangi termoelektros du prietaiso galai veikiami dviem skirtingomis temperatūromis, dėl kurių prietaise atsiranda nuolatinė įtampa, nes atsiranda temperatūrų skirtumas.
Skirtumas tarp pjezoelektrinių, piroelektrinių ir feroelektrinių medžiagų
Toliau pateikiami pjezoelektrinių, piroelektrinių ir feroelektrinių medžiagų skirtumai
Parametrai | Pjezoelektrinis | Piroelektrinis | Feroelektrinis |
Funkcija | Pjezoelektrinės medžiagos gamina elektrą, kai tik taikomas mechaninis įtempimas. | Piroelektrinė medžiaga sukuria elektrinį potencialą, kai ji kaitinama ar atvėsinama. | Ferroelektrinė medžiaga demonstruoja elektrinę poliarizaciją net ir be elektrinio lauko. |
Pavyzdžiai
| Kvarcas, kristalas, amonis, fosfatas | Kvarco kristalas, Amonio, Fosfatas. | Ličio niobitas, Bario titanitas |
Savybės | Ne centrosimetrinis, Nepolinis dielektrikas, Pjezoelektrinio efekto buvimas, kur P = dσ. | Jie yra vienakryptė poliarizacija, ne centrosimetriškas, Tai rodo piroelektrą, kai T> = Tc | Jie lengvai poliarizuojami, Jie turi dielektrinę histerezę, Jie yra tiek pyro, tiek pjezoelektriniai. |
Programos | Veikia kaip a daviklis , Naudojamas mikrofonuose, Tai generuoja ultragarso bangos . | IR detektoriai, Vaizdo vamzdeliai, Temperatūros jutimo elementai. | Ultragarsiniai keitikliai Jie yra slėgio keitikliai Jis veikia kaip a atmintis prietaisą kaip laisvosios kreipties atmintį. |
Matematinė piroelektrinės medžiagos analizė
Plonas piroelektrinės medžiagos gabalas yra elektrodas, sujungtas su didelės impedanso stiprintuvu, lauko tranzistorius (FET), kaip parodyta žemiau. Tegul tai yra piroelektrinė srovė, generuojanti įtampą V per elektros įleidimą Ye. Įtampa stiprintuvas vienybės padidėjimas sujungia didelę impedanso srovės šaltinį su maža įėjimo varža po grandinės. Jei p ’yra piroelektrinio koeficiento p komponentas, statmenas A ploto elektrodo paviršiui. Sukurta srovė nepriklauso nuo storio, nes srovė yra susijusi su neribotu paviršiaus krūviu.
matematinė piroelektrinės medžiagos analizė
Kur,
Įkrauti Q = p ’A Δ T …… .. 1
Piroelektrinė srovė ip = Ap’dT / dt …… .. 2
Piroelektrinė įtampa V = i / УE ……… 3
Kur elektrinis priėmimas УE = GA + GE + jw CA + CE… .4
Šunto ir mėginio laidumas GA, GE
Šunto ir mėginio talpa CA, CE
Lygiavertė dielektriko talpa yra 100 = € σa / Iki ...... 5
Sukaupta energija E = ½ p2 € σAhΔT2 …… .6
d = medžiagos storis € σ = pralaidumo konstanta esant įtampai, A = apsaugos zona, p ’= piroelektrinio koeficiento p komponentas.
Jei medžiagai taikomas elektrinis laukas E, bendras dielektrinis poslinkis d, t. Y. Krūvis, tenkantis plokštės ploto vienetui, abiejose piroelektrinės medžiagos pusėse yra:
d = E s + € E ………. 7
kur € yra vakuumo pralaidumas, o Es yra savaiminė elektrinio dipolio momento tūrio tankio poliarizacija .
Piroelektrinio koeficiento poveikis temperatūrai
Remiantis pirmiau pateikta analize, piroelektrinis koeficientas turi temperatūros poveikį
- Piroelektrinis koeficientas didėja didėjant temperatūrai
- Tai priklauso nuo fazių perėjimo tvarkos ir yra didesnė antros eilės perėjimams
- Tc yra kurio temperatūra, kai padidėja piroelektrinė medžiaga.
Piroelektrinių medžiagų privalumai
Piroelektrinių medžiagų privalumai yra
• Be taršos
• Priežiūros kaina yra mažesnė
• Labai aukšto dažnio atsakas
Trūkumai Piroelektrinė medžiaga
Piroelektrinių medžiagų trūkumas yra
• Reikalauti aukšto lygio varža kabelis
• Statinių judesių lengva išmatuoti.
Programos
Piroelektrinės medžiagos yra
• PIR judesio detektoriai
• Radiometrija
• Saulės energijos piroelektrinis keitiklis
• Laukinių gyvūnų aptikimas ir apsauga
• PIR nuotolinis termometras
• Gaisro detektorius
• Lazerio diagnostika.
DUK
1). Kas yra piroelektriniai kristalai?
Piroelektriniai kristalai yra medžiagos, gaminančios elektrą padidinus kristalo temperatūrą.
2). Ar visi feroelektrikai yra pjezoelektrikai?
Taip, visi feroelektriniai pjezoelektrikai, bet ne visi pjezoelektrikai yra feroelektrikai.
3). Ar kvarcas yra piroelektrikas?
Taip, kvarcas yra piroelektrinis kristalas.
4). Kas yra piro jutiklis?
Piro jutiklis taip pat vadinamas piro detektoriumi arba terminiu detektoriumi. Jei yra nedidelis temperatūros pokytis, ant kristalo paviršiaus susidaro krūvis, kuris yra reikalinga elektros srovė.
5). Ar kristalai gali saugoti duomenis?
Taip, kristalai gali saugoti duomenis.
6). Ar šiluminis fonas turi įtakos piroelektriniam poveikiui?
Ne, šiluminis fonas neturi įtakos piroelektriniam poveikiui.
Taigi, piroelektros yra tam tikrų kristalų savybė, turinti poliarizaciją, kai elektrinis atsakas generuojamas keičiantis temperatūrai. Piroelektrinis efektas vyksta žemiau 1070 laipsnių F, tai yra kurio temperatūra. Jos veikimui reikalingas didelės varžos kabelis, užtikrinantis gerą dažnio atsaką. Štai jums klausimas, kokia yra piroelektrinės medžiagos funkcija?
