Какво е пироелектричен материал: математически анализ и неговите приложения

Какво е пироелектричен материал: математически анализ и неговите приложения

ДА СЕ диелектрик материалът е електрически изолатор, който има способността да спира потока на ток през него. Освен това те се класифицират в симетрични материали Centro и пиезоелектрични материали пиезоелектричен се класифицира като непироелектрици и пироелектрици, а пиро електриците допълнително се класифицират като нефероелектрици и фероелектрици. Тази статия описва пироелектричен материал. Открит е в началото на 20-ти век от гръцки учен. Името пироелектричност произлиза от гръцки, където пиро означава огън и електричество. Това е общо свойство на някои кристали, които са поляризирани, за да получат голямо електрическо поле. Тези пироелектрични материали са твърди по природа и кристални.



Какво е пироелектричен материал?

Пироелектричността или пироелектричният материал е електрическа реакция на полярен диелектрик с промяна в температурата. Ако температурата в замяна се промени, това води до движение на атомите от там неутрално положение, поради което се променя поляризацията на материала, наблюдаваме напрежение в материала. Този ефект е временен, сега предположим, че температурата остава постоянна при новата си стойност. Пироелектрическото напрежение става нула поради тока на утечка. И така, в същите температурни граници, зарядите, развити от ефекта на нагряване или охлаждане, са равни и противоположни.


Пироелектрическите материали проявяват спонтанна поляризация, която е поляризация в отсъствието на електрическо поле, това не може да бъде променено или обърнато при прилагане на електрическото поле, което го прави във фероелектричните материали. Следователно всички пиро електроматериали са също пиезоелектрични. Пиезоелектричните материали имат определен вид пиезоелектричен кристал, който не позволява пироелектричност. Следователно пироелектричният ефект се осъществява под 1070 градуса F температура на кюри , така че когато материалът се нагрява над температурата на Кюри 1070 градуса F, атомите се връщат в своите равновесни позиции. И така, електрокалоричният ефект се счита за физическа обратна на пироелектричния ефект.





Списък на пироелектрическите материали

Някои от пироелектрическите материали са изброени по-долу

  • Турмалин
  • галиев нитрид
  • цезиев нитрат (CsNO3)
  • поливинил флуориди
  • производни на фенил пиридин
  • кобалтов фталоцианин
  • Литиев танталит (LiTaO3).

Сравнение между Pyro Electric и Thermo Electric

Електрокалоричният ефект е явлението, при което материалът показва обратимо изменение на температурата върху приложеното електрическо поле. Следователно пироелектричността се различава от термоелектричеството. Пиро кристалът променя температурата от един градус на друг, което води до временно напрежение в кристала.



Докато в случая на термоелектричество двата края на устройството са подложени на две различни температури, което води до постоянно напрежение в устройството, което води до, тъй като има температурната разлика.


Разлика между пиезоелектрични, пироелектрически и фероелектрични материали

Следват разликите между пиезоелектричните, пироелектрическите и фероелектричните материали

Параметри

Пиезоелектрична

Пироелектрическа

Фероелектрик

Функция

Пиезоелектричните материали генерират електричество, когато се прилага механично напрежение.Пироелектричният материал генерира електрически потенциал при нагряване или охлаждане.Фероелектричният материал проявява електрическа поляризация дори при липса на електрическо поле.

Примери

Кварц, кристал, амоний, фосфатКварцов кристал,

Амоний,

Фосфат.

Литиев ниобит,

Barium Titanite

Имоти

Нецентросиметрични,

Неполярен диелектрик,

Наличие на пиезоелектричен ефект, където P = dσ.

Те са еднопосочна поляризация,

нецентросиметрични,

Той проявява пироелектричност, когато T> = Tc

Те са лесно поляризирани,

Те показват диелектрична хистерезис,

Те са както пиро, така и пиезоелектрични по природа.

Приложения

Действа като a преобразувател ,

Използва се в микрофони,

Той генерира ултразвукови вълни .

IR детектори,

Образни тръби,

Температурни сензорни елементи.

Ултразвукови преобразуватели

Те са преобразуватели на налягане

Той действа като a памет устройство като памет с произволен достъп.

Математически анализ на пироелектрически материал

Тънко парче от пироелектричен материал е електрод и е свързано с усилвател, който е с висок импеданс, а полеви транзистор (FET), както е показано по-долу. Нека това е пироелектричният ток, който генерира напрежение V на електрическия пропуск Ye. Напрежение усилвател на единични печалби свързва източника на ток с висок импеданс към нисък входен импеданс, следващ веригата. Ако p ’е компонент на пироелектричен коефициент p, ортогоналният на повърхността на електрода на площ А. Генерираният ток е независим от дебелината, тъй като токът е свързан с неограничения повърхностен заряд.

Математически анализ на пиро-електрическия материал

математически анализ-на-пиро-електрически-материал

Където,

Зареждане Q = p ’A Δ T …… .. 1

Пироелектричен ток ip = Ap’dT / dt …… .. 2

Пироелектрическо напрежение V = i / УЕ ……… 3

Където електрически прием УЕ = GA + GE + jw CA + CE …… .4

Проводимост на шънт и проба GA, GE

Капацитет на шънт и проба CA, CE

Еквивалентният капацитет на диелектрика е 100 = € σa / До ...... 5

Съхранена енергия E = ½ p2 € σAhΔT2 …… .6

d = дебелина на материала € σ = константа на диелектрическа проницаемост при напрежение, A = зона на защита, p ’= компонент на пироелектричния коефициент p.

Ако към материал се приложи електрическо поле Е, общото диелектрично изместване d, което е заряд за единица площ на плочата, от двете страни на пироелектричен материал е,

d = E s + € E ………. 7

където € е диелектричната проницаемост на вакуума, а Es е спонтанна поляризация на обемната плътност на електрически диполен момент .

Ефект на пироелектричния коефициент с температура

От горния анализ пироелектричният коефициент влияе на температурата

  • Пироелектричният коефициент се увеличава с повишаване на температурата
  • Зависи от реда на фазовия преход и е по-голям за преходи от втори ред
  • Tc е температура на Кюри, при която пироелектричният материал се увеличава.

Предимства Пироелектрически материали

Предимствата на пироелектрическите материали са

• Без замърсяване
• Разходите за поддръжка са по-малко
• Много високочестотен отговор

Недостатъци Пироелектричен материал

Недостатъкът на пироелектрическите материали е

• Изисквайте високо импеданс кабел
• Статичните движения не могат да се измерват лесно.

Приложения

Приложенията на пироелектрическите материали са

• PIR-базирани детектори на движение
• Радиометрия
• Пироелектрически преобразувател на слънчева енергия
• Откриване и защита на дивата природа
• PIR дистанционен термометър
Пожарен детектор
• Лазерна диагностика.

Често задавани въпроси

1). Какво представляват пироелектричните кристали?

Пироелектричните кристали са материали, които произвеждат електричество, когато температурата на кристала се повиши.

2). Всички фероелектрици Piezo електрически ли са?

Да, всички фероелектрици Пиезо електрици, но не всички пиезоелектрици са фероелектрици.

3). Кварцът пироелектрик ли е?

Да, кварцът е пироелектричен кристал.

4). Какво е пиро сензор?

Пиро сензорът се нарича и пиродетектор или термичен детектор. Където, ако има малка промяна в температурния заряд, се развива на повърхността на кристала, което е необходимият електрически ток.

5). Могат ли кристалите да съхраняват данни?

Да, кристалите могат да съхраняват данни.

6). Влияе ли топлинният фон на пироелектричния ефект?

Не, топлинният фон не влияе на пироелектричния ефект.

По този начин пироелектричество е свойство на определен кристал, който проявява поляризация, където се генерира електрическа реакция с промяната на температурата. Пироелектричният ефект се осъществява под 1070 градуса F, което е температура на Кюри. Те изискват кабел с висок импеданс за работата си, което осигурява добра честотна характеристика. Ето един въпрос към вас, каква е функцията на пироелектричния материал?