ΠΡΟΣ ΤΗΝ διηλεκτρικός υλικό είναι ένας ηλεκτρικός μονωτής, ο οποίος έχει την ικανότητα να σταματά τη ροή του ρεύματος μέσω αυτού. Ταξινομούνται σε συμμετρικά υλικά Centro και πιεζοηλεκτρικά υλικά πιεζοηλεκτρικό ταξινομείται ως μη πυροηλεκτρικά και πυροηλεκτρικά, τα πυροηλεκτρικά ταξινομούνται περαιτέρω ως μη σιδηροηλεκτρικά και σιδηροηλεκτρικά. Αυτό το άρθρο καθορίζει πυροηλεκτρικό υλικό. Ανακαλύφθηκε στις αρχές του 20ού αιώνα από Έλληνα επιστήμονα. Το όνομα pyroelectricity προέρχεται από τα ελληνικά όπου pyro σημαίνει φωτιά και ηλεκτρισμό Είναι μια γενική ιδιότητα ορισμένων κρυστάλλων που πολώνονται για να αποκτήσουν μεγάλο ηλεκτρικό πεδίο. Αυτά τα πυροηλεκτρικά υλικά είναι σκληρά στη φύση και κρυσταλλικά.

Τι είναι το Πυροηλεκτρικό Υλικό;

Η πυροηλεκτρική ενέργεια ή το πυροηλεκτρικό υλικό είναι μια ηλεκτρική απόκριση πολικού διηλεκτρικού με μεταβολή της θερμοκρασίας. Εάν η θερμοκρασία σε αντάλλαγμα αλλάξει προκαλεί την κίνηση ατόμων από εκεί ουδέτερη θέση, εξ ου και η πόλωση του υλικού αλλάζει, παρατηρούμε μια τάση στο υλικό. Αυτό το φαινόμενο είναι προσωρινό, ας υποθέσουμε ότι η θερμοκρασία παραμένει σταθερή στη νέα του τιμή. Η πυροηλεκτρική τάση γίνεται μηδέν λόγω του ρεύματος διαρροής. Έτσι, εντός των ίδιων ορίων θερμοκρασίας, τα φορτία που δημιουργούνται από την επίδραση της θέρμανσης ή της ψύξης είναι ίσα και αντίθετα.

Τα πυροηλεκτρικά υλικά παρουσιάζουν αυθόρμητη πόλωση που είναι πόλωση απουσία ηλεκτρικού πεδίου, αυτό δεν μπορεί να αλλάξει ή να αντιστραφεί κατά την εφαρμογή του ηλεκτρικού πεδίου που το κάνει σε σιδηροηλεκτρικά υλικά. Ως εκ τούτου, όλα τα πυρο-ηλεκτροηλεκτρικά υλικά είναι επίσης πιεζοηλεκτρικά. Τα πιεζοηλεκτρικά υλικά έχουν ένα συγκεκριμένο είδος πιεζοηλεκτρικού κρυστάλλου που δεν επιτρέπει την πυροηλεκτρική ενέργεια. Ως εκ τούτου, το πυροηλεκτρικό αποτέλεσμα λαμβάνει χώρα κάτω από τους 1070 βαθμούς F θερμοκρασία κάρι , έτσι όταν το υλικό θερμαίνεται πάνω από τη θερμοκρασία curie 1070 βαθμούς F, τα άτομα επανέρχονται στις θέσεις ισορροπίας τους. Έτσι, το ηλεκτροκαλωρικό αποτέλεσμα θεωρείται ως φυσικό αντίστροφο του πυροηλεκτρικού αποτελέσματος.

Λίστα Πυροηλεκτρικών Υλικών

Μερικά από τα πυροηλεκτρικά υλικά παρατίθενται παρακάτω

Είδος πολύτιμου λίθου
νιτρίδιο του γαλλίου
νιτρικό καίσιο (CsNO3)
πολυβινυλοφθοριούχα
παράγωγα της φαινυλοπυριδίνης
φθαλοκυανίνη κοβαλτίου
Τανταλίτης λιθίου (LiTaO3).

Σύγκριση μεταξύ Pyro Electricity και Thermo Electricity

Το ηλεκτροκαλωρικό αποτέλεσμα είναι το φαινόμενο στο οποίο το υλικό δείχνει την αναστρέψιμη αλλαγή θερμοκρασίας στο εφαρμοζόμενο ηλεκτρικό πεδίο. Ως εκ τούτου η πυροηλεκτρική ενέργεια διαφέρει από τη θερμοηλεκτρική ενέργεια. Ο κρύσταλλος πυρό αλλάζει τη θερμοκρασία από τον ένα βαθμό στον άλλο με αποτέλεσμα μια προσωρινή τάση κατά μήκος του κρυστάλλου.

Ενώ στην περίπτωση του θερμοηλεκτρισμός τα δύο άκρα της συσκευής υπόκεινται σε δύο διαφορετικές θερμοκρασίες με αποτέλεσμα μια μόνιμη τάση στη συσκευή με αποτέλεσμα καθώς υπάρχει η διαφορά θερμοκρασίας.

Διαφορά μεταξύ Piezoelectric, Pyroelectric και Ferroelectric Materials

Ακολουθούν οι διαφορές μεταξύ Piezoelectric, Pyroelectric και Ferroelectric Materials

“λόγος απόρριψης κοινού τρόπου λειτουργίας ”

Παράμετροι	Πιεζοηλεκτρικό	Πυροηλεκτρικό	Σιδηροηλεκτρικά
Λειτουργία	Τα πιεζοηλεκτρικά υλικά παράγουν ηλεκτρισμό όποτε εφαρμόζεται μηχανική πίεση.	Το πυροηλεκτρικό υλικό παράγει ηλεκτρικό δυναμικό όποτε θερμαίνεται ή ψύχεται.	Το σιδηροηλεκτρικό υλικό παρουσιάζει ηλεκτρική πόλωση ακόμη και όταν δεν υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο.
Παραδείγματα	Χαλαζία, κρύσταλλο, αμμώνιο, φωσφορικό άλας	Κρύσταλλος χαλαζία, Αμμώνιο, Φωσφορικό άλας.	Νιοβίτης λιθίου, Τιτανίτης βαρίου
Ιδιότητες	Μη κεντροσυμμετρική, Μη πολικό διηλεκτρικό, Παρουσία πιεζοηλεκτρικού αποτελέσματος όπου P = dσ.	Είναι μονοκατευθυνόμενη πόλωση, μη κεντρομετρική, Εμφανίζει πυροηλεκτρική όταν T> = Tc	Είναι εύκολα πολωμένοι, Παρουσιάζουν διηλεκτρική υστέρηση, Είναι τόσο πυρό όσο και πιεζοηλεκτρικά στη φύση.
Εφαρμογές	Δράζει σαν μορφοτροπέας , Χρησιμοποιείται σε μικρόφωνα, Δημιουργεί υπερηχητικά κύματα .	Ανιχνευτές υπερύθρων, Σωλήνες εικόνας, “Κύκλωμα τροφοδοσίας 6 βολτ ” Στοιχεία ανίχνευσης θερμοκρασίας.	Υπερηχητικοί μετατροπείς Είναι μορφοτροπέας πίεσης Λειτουργεί ως μνήμη συσκευή όπως μια μνήμη τυχαίας προσπέλασης.

Μαθηματική Ανάλυση Πυροηλεκτρικού Υλικού

Ένα λεπτό κομμάτι πυροηλεκτρικού υλικού είναι ένα ηλεκτρόδιο και συνδέεται με έναν ενισχυτή υψηλής αντίστασης, τρανζίστορ εφέ πεδίου (FET) όπως φαίνεται παρακάτω. Ας είναι το πυροηλεκτρικό ρεύμα που παράγει τάση V σε όλη την ηλεκτρική είσοδο Ye. Μια τάση ενισχυτής της ενότητας κερδίζει ζεύγη της πηγής ρεύματος υψηλής σύνθετης αντίστασης σε αντίσταση χαμηλής εισόδου μετά το κύκλωμα. Εάν το p 'είναι ένα συστατικό του πυροηλεκτρικού συντελεστή p το ορθογώνιο προς την επιφάνεια του ηλεκτροδίου της περιοχής Α. Το παραγόμενο ρεύμα είναι ανεξάρτητο από το πάχος αφού το ρεύμα σχετίζεται με το μη περιορισμένο επιφανειακό φορτίο.

μαθηματική ανάλυση-πυρο-ηλεκτρικού υλικού

Που,

Χρέωση Q = p ’A Δ T …… .. 1

Πυροηλεκτρικό ρεύμα ip = Ap’dT / dt …… .. 2

Πυροηλεκτρική τάση V = i / УE ……… 3

Όπου ηλεκτρική είσοδος УE = GA + GE + jw CA + CE …… .4

Διακλάδωση και δείγμα αγωγιμότητας GA, GE

Διακλάδωση και χωρητικότητα δείγματος CA, CE

Ισοδύναμη χωρητικότητα του διηλεκτρικού είναι 100 = € σa / Προς ...... 5

Αποθηκευμένη ενέργεια E = ½ p2 € σAhΔΤ2 …… .6

d = πάχος υλικού σ = σταθερά διαπερατότητας σε τάση, A = Περιοχή προστασίας, p '= συνιστώσα του πυροηλεκτρικού συντελεστή p

Εάν ένα ηλεκτρικό πεδίο Ε εφαρμόζεται σε ένα υλικό, η συνολική διηλεκτρική μετατόπιση d που είναι ένα φορτίο ανά μονάδα εμβαδού της πλάκας, και στις δύο πλευρές ενός πυροηλεκτρικού υλικού είναι,

“συστατικά του πυρηνικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής ”

d = E s + € E ………. 7

όπου € είναι η διαπερατότητα κενού και το Es είναι αυθόρμητη πόλωση της πυκνότητας όγκου της ηλεκτρικής ροπής διπόλου .

Επίδραση του Πυροηλεκτρικού Συντελεστή με τη Θερμοκρασία

Από την παραπάνω ανάλυση, ο πυροηλεκτρικός συντελεστής επηρεάζει τη θερμοκρασία

Ο πυροηλεκτρικός συντελεστής αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας
Εξαρτάται από τη σειρά της μετάβασης φάσης και είναι μεγαλύτερη για μεταβάσεις δεύτερης τάξης
Το Tc είναι μια θερμοκρασία curie όπου το πυροηλεκτρικό υλικό αυξάνεται.

Πλεονεκτήματα Πυροηλεκτρικά υλικά

Τα πλεονεκτήματα των πυροηλεκτρικών υλικών είναι

• Χωρίς ρύπανση
• Το κόστος συντήρησης είναι μικρότερο
• Απόκριση πολύ υψηλής συχνότητας

Μειονεκτήματα Πυροηλεκτρικό υλικό

Το μειονέκτημα των πυροηλεκτρικών υλικών είναι

• Απαιτείται υψηλή αντίσταση καλώδιο
• Οι στατικές κινήσεις δεν μπορούν να μετρηθούν εύκολα.

Εφαρμογές

Οι εφαρμογές των πυροηλεκτρικών υλικών είναι

• Ανιχνευτές κίνησης με βάση το PIR
• Ραδιομετρία
• Πυροηλεκτρικός μετατροπέας ηλιακής ενέργειας
• Ανίχνευση και προστασία της άγριας πανίδας
• Θερμόμετρο απομακρυσμένης βάσης PIR
• Ανιχνευτής πυρκαγιάς
• Διαγνωστικό λέιζερ.

Συχνές ερωτήσεις

1). Τι είναι οι πυροηλεκτρικοί κρύσταλλοι;

Οι πυροηλεκτρικοί κρύσταλλοι είναι υλικά που παράγουν ηλεκτρισμό όταν αυξάνεται η θερμοκρασία του κρυστάλλου.

2). Είναι όλα τα ηλεκτροηλεκτρικά Piezo ηλεκτρικά;

Ναι, όλα τα σιδηροηλεκτρικά Piezo ηλεκτρικά αλλά όχι όλα τα πιεζοηλεκτρικά είναι σιδηροηλεκτρικά.

3). Είναι ο χαλαζίας πυροηλεκτρικό;

Ναι, ο χαλαζίας είναι ένας πυροηλεκτρικός κρύσταλλος.

4). Τι είναι ο αισθητήρας πυρό;

Ο αισθητήρας πυρό ονομάζεται επίσης ως ανιχνευτής πυρό ή θερμικός ανιχνευτής. Όπου εάν υπάρχει μια μικρή αλλαγή στη φόρτιση θερμοκρασίας στην επιφάνεια του κρυστάλλου που είναι το ηλεκτρικό ρεύμα που απαιτείται.

5). Μπορούν οι κρύσταλλοι να αποθηκεύουν δεδομένα;

Ναι, οι κρύσταλλοι μπορούν να αποθηκεύουν δεδομένα.

6). Το θερμικό υπόβαθρο επηρεάζει το πυροηλεκτρικό αποτέλεσμα;

Όχι, το θερμικό υπόβαθρο δεν επηρεάζει το πυροηλεκτρικό αποτέλεσμα.

Έτσι, το πυροηλεκτρική ενέργεια είναι μια ιδιότητα ορισμένων κρυστάλλων που εμφανίζει πόλωση, όπου παράγεται ηλεκτρική απόκριση με την αλλαγή της θερμοκρασίας. Το πυροηλεκτρικό φαινόμενο λαμβάνει χώρα κάτω από τους 1070 βαθμούς F που είναι θερμοκρασία curie. Απαιτούν καλώδιο υψηλής σύνθετης αντίστασης για τη λειτουργία του που παρέχει καλή απόκριση συχνότητας. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η λειτουργία του πυροηλεκτρικού υλικού;