ДО диелектрични материјал је електрични изолатор, који има способност заустављања протока струје кроз њега. Они су даље класификовани у Центро симетричне материјале и пиезоелектричне материјале пиезоелектрични је класификован као непироелектрични и пироелектрични, пироелектрична енергија се даље класификује као нефероелектрична и фероелектрична. Овај чланак специфицира пироелектрични материјал. Открио га је почетком 20. века грчки научник. Назив пироелектричност изведен је из грчког језика где пиро значи ватра и струја. Опште је својство одређених кристала који су поларизовани да би добили велико електрично поље. Ови пироелектрични материјали су тврде природе и кристални.
Шта је пироелектрични материјал?
Пироелектричност или пироелектрични материјал је електрични одговор поларног диелектрика са променом температуре. Ако се температура заузврат промени, то узрокује кретање атома одатле у неутралном положају, па се поларизација материјала мења, примећујемо напон на материјалу. Овај ефекат је привремен, претпоставимо да температура остаје константна на новој вредности. Пироелектрични напон постаје нула због струје цурења. Дакле, унутар истих температурних граница, наелектрисања настала ефектом грејања или хлађења су једнака и супротна.
Пироелектрични материјали показују спонтану поларизацију, односно поларизацију у одсуству електричног поља, то се не може променити или поништити применом електричног поља у фероелектричним материјалима. Стога су сви пиро електро материјали такође пиезоелектрични. Пиезоелектрични материјали имају одређену врсту пиезоелектричног кристала који не дозвољава пироелектричност. Отуда се пироелектрични ефекат одвија испод 1070 степени Ф. цурие температура , па када се материјал загреје изнад температуре цурие од 1070 степени Ф, атоми се враћају у своје равнотежне положаје. Дакле, електрокалорични ефекат се сматра физичком инверзом пироелектричног ефекта.
Списак пироелектричних материјала
Неки од пироелектричних материјала су наведени у наставку
- Турмалин
- галијум нитрид
- цезијум нитрат (ЦсНО3)
- поливинил флуориди
- деривати фенил пиридина
- кобалт фталоцијанин
- Литијум танталит (ЛиТаО3).
Поређење између пироелектричне и термоелектричне енергије
Електрокалорични ефекат је појава у којој материјал показује реверзибилну промену температуре на примењеном електричном пољу. Отуда се пироелектричност разликује од термоелектричности. Пиро кристал мења температуру са једног степена на други што резултира привременим напоном на кристалу.
Док у случају термоелектричност два краја уређаја су подвргнута двема различитим температурама што резултира трајним напоном у уређају, што резултира температурном разликом.
Разлика између пиезоелектричних, пироелектричних и фероелектричних материјала
Следе разлике између пиезоелектричних, пироелектричних и фероелектричних материјала
Параметри | Пиезоелецтриц | Пироелецтриц | Фероелектрични |
Функција | Пиезоелектрични материјали производе електричну енергију кад год се примени механичко напрезање. | Пироелектрични материјал ствара електрични потенцијал кад год се загрева или хлади. | Фероелектрични материјал показује електричну поларизацију чак и у одсуству електричног поља. |
Примери
| Кварц, кристал, амонијум, фосфат | Кварцни кристал, Амонијум, Фосфат. | Литијум ниобит, Баријум Титанит |
Својства | Нецентросиметрична, Неполарни диелектрик, Присуство пиезоелектричног ефекта где је П = дσ. | Они су једносмерна поларизација, нецентросиметрична, Показује пироелектричност када је Т> = Тц | Лако се поларизују, Они показују диелектричну хистерезу, По природи су и пиро и пиезоелектрични. |
Апликације | Понаша се као претварач , Користи се у микрофонима, То генерише ултразвучни таласи . | ИР детектори, Сликовне цеви, Елементи за осетљивост температуре. | Ултразвучни претварачи Они су претварачи притиска Делује као а меморија уређај попут меморије са случајним приступом. |
Математичка анализа пироелектричног материјала
Танак комад пироелектричног материјала је електрода и повезан је са појачалом високе импедансе, а транзистор са ефектом поља (ФЕТ) као што је приказано доле. Нека то буде пироелектрична струја која генерише напон В на електричној пропусници Ие. Напон појачало јединствених добитака спаја извор високе импедансе струје са малом улазном импедансом која следи коло. Ако је п ’компонента пироелектричног коефицијента п, ортогонална површини електроде подручја А. Створена струја је независна од дебљине, јер је струја повезана са неограниченим површинским наелектрисањем.
математичка анализа-пиро-електричног-материјала
Где,
Напунити К = п ’А Δ Т …… .. 1
Пироелектрична струја ип = Ап’дТ / дт …… .. 2
Пироелектрични напон В = и / УЕ ……… 3
Где је електрични пријем УЕ = ГА + ГЕ + јв ЦА + ЦЕ …… .4
Проводност шанта и узорка ГА, ГЕ
Капацитет шанта и узорка ЦА, ЦЕ
Еквивалентна капацитивност диелектрика је 100 = € σа / До ...... 5
Похрањена енергија Е = ½ п2 € σАхΔТ2 …… .6
д = дебљина материјала € σ = константа пермитивности при напрезању, А = подручје заштите, п ’= компонента пироелектричног коефицијента п.
Ако се на материјал нанесе електрично поље Е, укупни диелектрични помак д који представља набој по јединици површине плоче, са обе стране пироелектричног материјала, је,
д = Е с + € Е ………. 7
где је € пермитивност вакуума, а Ес спонтана поларизација запреминске густине електричног диполног момента .
Ефекат пироелектричног коефицијента на температуру
Из горње анализе, пироелектрични коефицијент има утицај температуре
- Пироелектрични коефицијент се повећава са порастом температуре
- Зависи од редоследа фазног прелаза и већи је за прелазе другог реда
- Тц је цурие температура где се пироелектрични материјал повећава.
Предности Пироелектрични материјали
Предности пироелектричних материјала су
• Загађење бесплатно
• Трошкови одржавања су мањи
• Врло високофреквентни одзив
Мане Пироелектрични материјал
Недостатак пироелектричних материјала је
• Захтевати високо отпор кабл
• Статички покрети се не могу лако измерити.
Апликације
Примене пироелектричних материјала су
• ПИР детектори покрета
• Радиометрија
• Пироелектрични претварач соларне енергије
• Откривање и заштита дивљих животиња
• ПИР даљински термометар
• Детектор пожара
• Ласерска дијагностика.
ФАК
1). Шта су пироелектрични кристали?
Пироелектрични кристали су материјали који производе електричну енергију када се температура кристала повећа.
2). Да ли су сви фероелектрични Пиезо електрични?
Да, сви фероелектричари Пиезо електрика, али нису сви пиезоелектричари фероелектричари.
3). Да ли је кварц пироелектрик?
Да, кварц је пироелектрични кристал.
4). Шта је пиро сензор?
Пиро сензор је такође именован као пиро детектор или термички детектор. Ако се на површини кристала развије мала промена температурног наелектрисања, потребна је електрична струја.
5). Могу ли кристали чувати податке?
Да, кристали могу да чувају податке.
6). Да ли термичка позадина утиче на пироелектрични ефекат?
Не, термичка позадина не утиче на пироелектрични ефекат.
Према томе пироелектричност је својство одређеног кристала који показује поларизацију, где се електрични одговор генерише променом температуре. Пироелектрични ефекат се дешава испод 1070 степени Ф, односно температуре цурие. За рад им је потребан кабл високе импедансе који пружа добар фреквенцијски одзив. Ево питања за вас, која је функција пироелектричног материјала?
