NAAR diëlektrisch materiaal is een elektrische isolator, die de capaciteit heeft om de stroom er doorheen te stoppen. Ze worden verder ingedeeld in Centro symmetrische materialen en piëzo-elektrische materialen piëzo-elektrisch wordt geclassificeerd als niet-pyro-elektrisch en pyro-elektrisch, pyro-elektrisch wordt verder geclassificeerd als niet-ferro-elektrisch en ferro-elektrisch. Dit artikel specificeert pyro-elektrisch materiaal. Het werd in het begin van de 20e eeuw ontdekt door een Griekse wetenschapper. De naam pyro-elektriciteit is afgeleid van het Grieks, waar pyro vuur en elektriciteit betekent. Het is een algemene eigenschap van bepaalde kristallen die gepolariseerd zijn om een groot elektrisch veld te verkrijgen. Deze pyro-elektrische materialen zijn hard van aard en kristallijn.

Wat is pyro-elektrisch materiaal?

Pyro-elektriciteit of pyro-elektrisch materiaal is een elektrische reactie van polair diëlektricum met een verandering in temperatuur. Als de temperatuur in ruil daarvoor verandert, veroorzaakt dit de beweging van atomen vanuit hun neutrale positie, waardoor de polarisatie van het materiaal verandert, we zien een spanning over het materiaal. Dit effect is tijdelijk, stel nu dat de temperatuur constant blijft op zijn nieuwe waarde. De pyro-elektrische spanning wordt nul door de lekstroom. Dus, binnen dezelfde temperatuurgrenzen, zijn de ladingen die worden ontwikkeld door het effect van verwarming of koeling gelijk en tegengesteld.

Pyro-elektrische materialen vertonen spontane polarisatie, dat wil zeggen polarisatie in afwezigheid van een elektrisch veld, dit kan niet worden veranderd of omgekeerd bij het aanleggen van het elektrische veld dat het doet in ferro-elektrische materialen. Daarom zijn alle pyro-elektromaterialen ook piëzo-elektrisch. De piëzo-elektrische materialen hebben een bepaald soort piëzo-elektrisch kristal dat geen pyro-elektriciteit toelaat. Vandaar dat het pyro-elektrische effect plaatsvindt onder de 1070 graden F. curietemperatuur , dus wanneer het materiaal wordt verwarmd tot boven de curietemperatuur van 1070 graden F, komen de atomen terug naar hun evenwichtsposities. Het electrocalorische effect wordt dus beschouwd als een fysieke inverse van het pyro-elektrische effect.

Lijst met pyro-elektrische materialen

Enkele van de pyro-elektrische materialen worden hieronder vermeld

Toermalijn
gallium nitride
cesiumnitraat (CsNO3)
polyvinylfluoriden
derivaten van fenylpyridine
kobalt ftalocyanine
Lithiumtantaliet (LiTaO3).

Vergelijking tussen pyro-elektriciteit en thermo-elektriciteit

Het electrocalorische effect is het fenomeen waarbij het materiaal de omkeerbare temperatuurverandering op het aangelegde elektrische veld vertoont. Daarom is pyro-elektriciteit anders dan thermo-elektriciteit. Pyro-kristal verandert de temperatuur van de ene graad in de andere, wat resulteert in een tijdelijke spanning over het kristal.

Terwijl in het geval van thermo-elektriciteit de twee uiteinden van het apparaat worden onderworpen aan twee verschillende temperaturen, wat resulteert in een permanente spanning in het apparaat, wat resulteert in het temperatuurverschil.

Verschil tussen piëzo-elektrische, pyro-elektrische en ferro-elektrische materialen

Hieronder volgen de verschillen tussen piëzo-elektrische, pyro-elektrische en ferro-elektrische materialen

Parameters	Piëzo-elektrisch	Pyro-elektrisch	Ferro-elektrisch
Functie	Piëzo-elektrische materialen wekken elektriciteit op wanneer mechanische spanning wordt uitgeoefend.	Pyro-elektrisch materiaal genereert elektrisch potentieel wanneer het wordt verwarmd of gekoeld.	Ferro-elektrisch materiaal vertoont elektrische polarisatie, zelfs als er geen elektrisch veld is.
Voorbeelden “inverterende opamp vs niet-inverterende ”	Kwarts, kristal, ammonium, fosfaat	Kwarts kristal, Ammonium, Fosfaat.	Lithium niobiet, Barium Titaniet
Eigendommen	Niet centrosymmetrisch, Niet-polair diëlektrisch, Aanwezigheid van piëzo-elektrisch effect waarbij P = dσ.	Ze zijn unidirectionele polarisatie, niet centrosymmetrisch, Het vertoont pyro-elektriciteit wanneer T> = Tc	Ze zijn gemakkelijk gepolariseerd, Ze vertonen diëlektrische hysterese, Ze zijn zowel pyro- als piëzo-elektrisch van aard.
Toepassingen	Gedraagt zich als een transducer Gebruikt in microfoons, Het genereert ultrasone golven	IR-detectoren, Beeldbuizen, “p ch mosfet schakelcircuit ” Temperatuursensorelementen.	Ultrasone transducers Ze zijn drukopnemers Het fungeert als een geheugen apparaat als een willekeurig toegankelijk geheugen.

Wiskundige analyse van pyro-elektrisch materiaal

Een dun stuk pyro-elektrisch materiaal is een elektrode en is verbonden met een versterker met een hoge impedantie, a veldeffecttransistor (FET) zoals hieronder weergegeven. Laat het de pyro-elektrische stroom zijn die spanning V opwekt over de elektrische admittantie Ye. Een spanning versterker van eenheidswinsten koppelt de stroombron met hoge impedantie aan een lage ingangsimpedantie die het circuit volgt. Als p ’een component is van de pyro-elektrische coëfficiënt p, dan loodrecht op het elektrode-oppervlak van gebied A. De gegenereerde stroom is onafhankelijk van de dikte, aangezien de stroom geassocieerd is met de onbegrensde oppervlaktelading.

wiskundige-analyse-van-pyro-elektrisch-materiaal

Waar,

In rekening brengen Q = p ’EEN Δ T …… .. 1

Pyro-elektrische stroom ip = Ap'dT / dt …… .. 2

Pyro-elektrische spanning V = i / УE ……… 3

Waar elektrische toelating УE = GA + GE + jw CA + CE …… .4

Shunt en monstergeleiding GA, GE

Shunt- en monstercapaciteit CA, CE

Equivalente capaciteit van het diëlektricum is 100 = € σa / Aan ...... 5

Opgeslagen energie E = ½ p2 € σAhΔT2 …… .6

d = materiaaldikte € σ = permittiviteitsconstante bij spanning, A = beschermingsgebied, p ’= component van pyro-elektrische coëfficiënt p.

Als een elektrisch veld E wordt toegepast op een materiaal, is de totale diëlektrische verplaatsing d, dat wil zeggen een lading per oppervlakte-eenheid van de plaat, aan beide zijden van een pyro-elektrisch materiaal,

“elektromotor met snelheidsregeling ”

d = E s + € E ………. 7

waarbij € de permittiviteit van vacuüm is en Es de spontane polarisatie van volumedichtheid van elektrisch dipoolmoment is

Effect van pyro-elektrische coëfficiënt met temperatuur

Uit de bovenstaande analyse heeft de pyro-elektrische coëfficiënt een effect van temperatuur

Pyro-elektrische coëfficiënt neemt toe met een stijging van de temperatuur
Het hangt af van de volgorde van faseovergangen en is groter voor overgangen van de tweede orde
Tc is een curietemperatuur waarbij het pyro-elektrische materiaal toeneemt.

Voordelen Pyro-elektrische materialen

De voordelen van pyro-elektrische materialen zijn

• Vrij van vervuiling
• Onderhoudskosten zijn lager
• Zeer hoogfrequente respons

Nadelen Pyro-elektrisch materiaal

Het nadeel van pyro-elektrische materialen is

• Hoge eisen impedantie kabel
• Statische bewegingen kunnen niet gemakkelijk worden gemeten.

Toepassingen

De toepassingen van pyro-elektrische materialen zijn

• Op PIR gebaseerde bewegingsdetectoren
• Radiometrie
• Pyro-elektrische omvormer voor zonne-energie
• Detectie en bescherming van wilde dieren
• PIR-thermometer op afstand
Vuur alarm
• Laserdiagnose.

Veelgestelde vragen

1). Wat zijn pyro-elektrische kristallen?

De pyro-elektrische kristallen zijn materialen die elektriciteit produceren wanneer de temperatuur van het kristal wordt verhoogd.

2). Zijn alle ferro-elektrische apparaten piëzo-elektriciteit?

Ja, alle piëzo-elektrische apparaten, maar niet alle piëzo-elektrische apparaten zijn ferro-elektrische apparaten.

3). Is kwarts een pyro-elektrisch?

Ja, kwarts is een pyro-elektrisch kristal.

4). Wat is een pyrosensor?

De pyrosensor wordt ook wel pyro-detector of thermische detector genoemd. Waar als er een kleine verandering in temperatuur is, lading wordt ontwikkeld op het oppervlak van het kristal, is dat de vereiste elektrische stroom.

5). Kunnen kristallen gegevens opslaan?

Ja, kristallen kunnen gegevens opslaan.

6). Heeft de thermische achtergrond invloed op het pyro-elektrische effect?

Nee, de thermische achtergrond heeft geen invloed op het pyro-elektrische effect.

Dus de pyro-elektriciteit is een eigenschap van een bepaald kristal dat polarisatie vertoont, waarbij een elektrische respons wordt opgewekt met de verandering in temperatuur. Het pyro-elektrische effect vindt plaats onder de 1070 graden F die curietemperatuur is. Ze hebben een kabel met hoge impedantie nodig voor hun werking die een goede frequentierespons biedt. Hier is een vraag voor jou, wat is de functie van pyro-elektrisch materiaal?