TO dielektrinen materiaali on sähköeriste, jolla on kyky pysäyttää virran virtaus sen läpi. Ne luokitellaan edelleen symmetrisiin Centro-materiaaleihin ja pietsosähköisiin materiaaleihin pietsosähköinen luokitellaan ei-pyroelektrikoiksi ja pyroelektrikoiksi, pyroelektroniikat luokitellaan edelleen ei-ferroelektrikoiksi ja ferroelektrikoiksi. Tämä artikkeli määrittelee pyroelektrisen materiaalin. Kreikan tutkija löysi sen 1900-luvun alussa. Nimi pyroelektrisyys on johdettu kreikan kielestä, jossa pyro tarkoittaa tulta ja sähköä. Se on tiettyjen kiteiden yleinen ominaisuus, jotka polarisoituvat suuren sähkökentän saamiseksi. Nämä pyroelektriset materiaalit ovat luonteeltaan kovia ja kiteisiä.

Mikä on pyroelektrinen materiaali?

Pyroelektrisyys tai pyroelektrinen materiaali on polaarisen dielektrisen sähköinen vaste lämpötilan muutoksella. Jos paluulämpötila muuttuu, se aiheuttaa atomien liikkumisen sieltä neutraalista asennosta, jolloin materiaalin polarisaatio muuttuu, havaitaan jännite materiaalin yli. Tämä vaikutus on väliaikainen, oletetaan, että lämpötila pysyy vakiona uudella arvollaan. Pyrosähköinen jännite tulee nollaksi vuotovirran takia. Joten samoissa lämpötilarajoissa lämmityksen tai jäähdytyksen vaikutuksesta syntyvät varaukset ovat samat ja vastakkaiset.

Pyroelektrisillä materiaaleilla on spontaania polarisaatiota, joka on polarisaatiota sähkökentän poissa ollessa. Tätä ei voida muuttaa tai kääntää soveltamalla sähkökenttää, jota se tekee niin ferrosähköisissä materiaaleissa. Siksi kaikki pyroelektromateriaalit ovat myös pietsosähköisiä. Pietsosähköisillä materiaaleilla on tietyntyyppinen pietsosähköinen kide, joka ei salli pyrosähköä. Näin ollen pyrosähköinen vaikutus tapahtuu 1070 asteen F alapuolella curie lämpötila , joten kun materiaali lämmitetään curie-lämpötilan 1070 ° F yläpuolelle, atomit palaavat tasapainotilaansa. Joten sähkökalorista vaikutusta pidetään pyroelektrisen vaikutuksen fyysisenä käänteisenä.

Luettelo pyroelektrisistä materiaaleista

Jotkut pyrosähköisistä materiaaleista on lueteltu alla

Turmaliini
galliumnitridi
cesiumnitraatti (CsNO3)
polyvinyylifluoridit
fenyylipyridiinin johdannaiset
kobolttiftalosyaniini
Litiumtantaliitti (LiTaO3).

Vertailu Pyro Electricityn ja Thermo Electricityn välillä

Sähkökalorinen vaikutus on ilmiö, jossa materiaali osoittaa palautuvan lämpötilan muutoksen käytetyllä sähkökentällä. Siksi pyroelektrisyys eroaa lämpösähköstä. Pyro-kide muuttaa lämpötilaa yhdestä asteesta toiseen johtaen väliaikaiseen jännitteeseen kiteen yli.

Kun taas lämpösähkö laitteen kahteen päähän kohdistetaan kaksi erilaista lämpötilaa, mikä johtaa pysyvään jännitteeseen laitteessa, jolloin lämpötilaero on olemassa.

Ero pietsosähköisten, pyroelektristen ja ferrosähköisten materiaalien välillä

Seuraavassa on eroja pietsosähköisten, pyroelektristen ja ferrosähköisten materiaalien välillä

Parametrit	Pietsosähköinen	Pyroelektrinen	Ferrosähköinen
Toiminto	Pietsosähköiset materiaalit tuottavat sähköä aina, kun mekaanista rasitusta käytetään.	Pyroelektrinen materiaali tuottaa sähköpotentiaalia aina, kun sitä kuumennetaan tai jäähdytetään.	Ferrosähköisellä materiaalilla on sähköinen polarisaatio myös sähkökentän puuttuessa.
Esimerkkejä	Kvartsi, kide, ammonium, fosfaatti	Kvartsikide, Ammonium, Fosfaatti.	Litiumniobiitti, Barium-titaniitti
Ominaisuudet	Ei sentrosymmetrinen, Ei-polaarinen dielektrinen, Pietsosähköisen vaikutuksen esiintyminen missä P = dσ.	Ne ovat yksisuuntaista polarisaatiota, ei-sentrosymmetrinen, Sillä on pyrosähkö, kun T> = Tc	Ne ovat helposti polarisoituvia, Heillä on dielektrinen hystereesi, Ne ovat luonteeltaan sekä pyro- että pietsosähköisiä.
Sovellukset	Toimii kuten a anturi , “sulakkeiden ja katkaisijoiden tyypit ” Käytetään mikrofoneissa, Se tuottaa ultraääniaallot .	IR-ilmaisimet, Kuvaputket, Lämpötilaa mittaavat elementit.	Ultraäänianturit Ne ovat paineanturia Se toimii a muisti kuten satunnaismuisti.

Pyroelektrisen materiaalin matemaattinen analyysi

Ohut pyroelektrisen materiaalin kappale on elektrodi ja liitetty vahvistimeen, jolla on suuri impedanssi, kenttävaikutteinen transistori (FET) alla olevan kuvan mukaisesti. Olkoon se pyrosähkövirta, joka tuottaa jännitteen V sähköisen sisäänpääsyn Ye yli. Jännite vahvistin yksikkövoimakkuuksista kytkee virran suuren impedanssin lähteen pieneen tuloimpedanssiin piirin jälkeen. Jos p ’on pyroelektrisen kertoimen p komponentti, kohtisuorassa alueen A elektrodipintaan nähden. Muodostettu virta on riippumaton paksuudesta, koska virta liittyy rajoittamattomaan pintavarautukseen.

pyro-sähköisen materiaalin matemaattinen analyysi

Missä,

Lataa Q = p ’A Δ T …… .. 1

Pyroelektrinen virta ip = Ap’dT / dt …… .. 2

Pyroelektrinen jännite V = i / УE ……… 3

Missä sähköinen pääsy УE = GA + GE + jw CA + CE… .4

Shuntti- ja näytteenjohtavuus GA, GE

Shuntti- ja näytekapasitanssi CA, CE

“sähköinsinööri vanhempi suunnitteluhankeideoita ”

Dielektrisen ekvivalentin kapasitanssi on 100 = € σa / Vastaanottaja ... 5

Varastoitu energia E = ½ p2 € σAhΔT2 …… .6

d = materiaalin paksuus € σ = läpäisevyysvakio jännityksessä, A = suoja-alue, p ’= pyroelektrisen kertoimen p komponentti.

Jos materiaaliin kohdistetaan sähkökenttä E, dielektrinen kokonaissiirtymä d, joka on varaus levyn pinta-alayksikköä kohti, pyrosähköisen materiaalin molemmilla puolilla on

d = E s + € E ……….7

missä € on tyhjiön läpäisevyys ja Es on spontaani polarisaatio sähköisen dipolimomentin tilavuustiheydestä .

Pyroelektrisen kertoimen vaikutus lämpötilaan

Edellä esitetyn analyysin perusteella pyroelektrisellä kertoimella on lämpötilan vaikutus

Pyroelektrinen kerroin kasvaa lämpötilan noustessa
Se riippuu vaihesiirtymän järjestyksestä ja on suurempi toisen asteen siirtymissä
Tc on curie-lämpötila, jossa pyroelektrinen materiaali kasvaa.

Edut pyroelektriset materiaalit

Pyrosähköisten materiaalien edut ovat

• Saastevapaa
• Ylläpitokustannukset ovat pienemmät
• Erittäin korkeataajuinen vaste

Haitat Pyroelektrinen materiaali

Pyrosähköisten materiaalien haittana on

• Vaativat korkeaa impedanssi kaapeli
• Staattisia liikkeitä ei voida mitata helposti.

Sovellukset

Pyroelektristen materiaalien sovellukset ovat

• PIR-pohjaiset liiketunnistimet
• Radiometria
• Aurinkoenergian pyroelektrinen muunnin
• Luonnonvaraisten eläinten havaitseminen ja suojelu
• PIR-kauko-ohjattava lämpömittari
• Paloilmaisin
• Laserdiagnostiikka.

UKK

1). Mitä ovat pyroelektriset kiteet?

Pyrosähköiset kiteet ovat materiaaleja, jotka tuottavat sähköä, kun kiteen lämpötilaa nostetaan.

2). Ovatko kaikki ferrosähköiset piirit sähkötekniikoita?

Kyllä, kaikki pietsosähköiset ferroelektroniikat, mutta kaikki pietsosähköiset eivät ole ferrosähköisiä.

3). Onko kvartsi pyroelektrinen?

Kyllä, kvartsi on pyroelektrinen kide.

4). Mikä on pyroanturi?

Pyroanturi on myös nimetty pyroilmaisimeksi tai lämpöilmaisimeksi. Jos lämpötilan muutos on pieni, kiteen pinnalle kehittyy varaus, mikä on vaadittava sähkövirta.

5). Voivatko kiteet tallentaa tietoja?

Kyllä, kiteet voivat tallentaa tietoja.

6). Vaikuttaako lämpötausta pyrosähköiseen vaikutukseen?

Ei, lämpötausta ei vaikuta pyrosähköiseen vaikutukseen.

Siten pyrosähkö on tiettyjen kiteiden ominaisuus, jolla on polarisaatio, jossa sähköinen vaste syntyy lämpötilan muutoksella. Pyrosähköinen vaikutus tapahtuu alle 1070 asteen F, joka on curie-lämpötila. Ne tarvitsevat toimiakseen suuren impedanssin kaapelin, joka tarjoaa hyvän taajuusvasteen. Tässä on kysymys sinulle, mikä on pyrosähköisen materiaalin tehtävä?