Perbezaan antara pyroelektrik piezoelektrik dan ferroelektrik

The Perbezaan utama antara pyroelektrik piezoelektrik dan ferroelektrik adalah bahawa kesan piezoelektrik adalah penjanaan caj permukaan sebagai tindak balas kepada penggunaan tekanan luaran kepada bahan tetapi, kesan piroelektrik adalah perubahan dalam polarisasi spontan bahan sebagai tindak balas kepada perubahan suhu. Sedangkan, kesan ferroelektrik adalah perubahan dalam caj permukaan sebagai tindak balas kepada perubahan polarisasi spontan.

Piezoelektrik, pyroelectric dan ferroelektrik adalah tiga istilah yang kami gunakan untuk menerangkan sifat elektrik bahan pepejal. Ketiga -tiga kesan ini berbeza antara satu sama lain mengikut respons yang mereka paparkan berdasarkan perubahan yang dibuat dalam sifat mereka yang lain.

Kandungan

1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apa itu piezoelektrik 
3. Apa itu pyroelectric 
4. Apa itu ferroelektrik 
5. Piezoelektrik vs pyroelectric vs ferroelectric dalam bentuk jadual
6. Ringkasan

Apa itu piezoelektrik?

Piezoelektrik merujuk kepada harta bahan pepejal tertentu di mana bahan -bahan ini dapat mengumpul caj elektrik apabila penggunaan tekanan mekanikal. Dengan kata lain, ia merujuk kepada elektrik yang terhasil daripada tekanan dan haba terpendam. Istilah ini berasal dari bahasa Yunani, di mana piezin bermaksud memerah atau tekan dan Elektron bermaksud amber (sumber awal caj elektrik). Harta ini dinamakan piezoelectricity, dan bahan -bahan yang menunjukkan harta ini termasuk kristal, seramik tertentu, dan bahan biologi seperti tulang, DNA, dan pelbagai protein.

Biasanya, kesan piezoelektrik boleh membawa kepada interaksi elektromekanik linear antara keadaan mekanikal dan elektrik dalam bahan kristal yang tidak mempunyai simetri penyongsangan. Selain itu, kesan ini boleh diterbalikkan sebagai bahan yang boleh menunjukkan kesan piezoelektrik juga boleh menunjukkan sebaliknya kesan (ia adalah penjanaan ketegangan mekanikal yang berasal dari medan elektrik yang digunakan).

Rajah 01: Penjanaan voltan dengan cakera piezoelektrik apabila ubah bentuk

Sifat kesan piezoelektrik hampir sama dengan momen dipol elektrik dalam pepejal. Kita boleh dengan mudah mengira ketumpatan atau polarisasi dipole dengan merumuskan momen dipol setiap isipadu sel unit kristalografi. Biasanya, dipole jiran cenderung menyelaraskan di kawasan yang dinamakan domain Weiss. Proses penjajaran ini dinamakan poling di mana medan elektrik yang kuat digunakan di seluruh bahan pada suhu tinggi. Walau bagaimanapun, semua bahan piezoelektrik tidak boleh dipoled.

Apa itu pyroelectric?

Pyroelectric bermaksud harta kristal tertentu mempunyai medan elektrik yang besar kerana polarisasi elektrik semula jadi. Dengan kata lain, ia adalah keupayaan pepejal tertentu untuk menghasilkan voltan sementara semasa pemanasan atau penyejukan. Istilah ini berasal dari makna Yunani; pyr bermaksud "api" dan "elektrik."Perubahan keadaan suhu dapat mengubah kedudukan atom dalam struktur kristal sedikit, dan ia mengubah polarisasi bahan. Perubahan polarisasi ini dapat menimbulkan voltan di seluruh kristal. Walau bagaimanapun, medan piezoelektrik yang pernah dibina perlahan -lahan hilang kerana arus kebocoran. Kebocoran ini berlaku kerana pergerakan elektron melalui kristal, pergerakan ion melalui udara, dan arus bocor melalui voltmeter yang dilampirkan di seluruh kristal.

Rajah 02: Sensor pyroelektrik

Kesan pyroelektrik berlaku disebabkan oleh tenaga elektrik dan terma yang tidak menghasilkan nilai tenaga kinetik. Sebaliknya, kesan piezoelektrik berlaku kerana tenaga kinetik dan tenaga elektrik yang tidak menghasilkan haba. Bahan piroelektrik sukar dan kristal. Tetapi terdapat beberapa bahan lembut yang dibuat melalui penggunaan elektret.

Apa itu ferroelektrik?

Ferroelektrik merujuk kepada harta bahan tertentu yang mempunyai polarisasi elektrik spontan yang boleh diterbalikkan melalui penggunaan medan elektrik luaran. Biasanya, semua bahan ferroelektrik adalah pyroelectric, tetapi ia mempunyai harta tambahan polarisasi elektrik semula jadi yang boleh diterbalikkan. Istilah ferroelektrik berasal dari ferromagnetisme, yang ditemui sebelum penemuan ferroelektrik.

Bahan jenis ini berguna dalam membuat kapasitor kerana sifat tidak linear mereka. Biasanya, kapasitor ini mengandungi sepasang elektrod yang sandwic lapisan bahan ferroelektrik. Selain itu, polarisasi spontan bahan ferroelektrik membayangkan kesan histeresis di mana kita boleh menggunakannya dalam fungsi memori. Di samping itu, kapasitor ferroelektrik berguna dalam membuat ram ferroelektrik.

Apakah perbezaan antara pyroelektrik piezoelektrik dan ferroelektrik?

Istilah piezoelektrik, pyroelectric, dan kesan ferroelektrik merujuk kepada sifat elektrik bahan pepejal. Perbezaan utama antara pyroelektrik piezoelektrik dan ferroelektrik ialah kesan piezoelektrik adalah penjanaan caj permukaan sebagai tindak balas kepada penggunaan tekanan luaran kepada bahan. Sementara itu, kesan pyroelektrik adalah perubahan dalam polarisasi spontan bahan sebagai tindak balas kepada perubahan suhu. Sedangkan, kesan ferroelektrik adalah perubahan dalam polarisasi spontan yang mengakibatkan perubahan dalam caj permukaan.

Infographic berikut membentangkan perbezaan antara pyroelektrik piezoelektrik dan ferroelektrik dalam bentuk jadual untuk perbandingan sampingan.

Ringkasan -piezoelektrik vs pyroelectric vs ferroelectric

Kesan piezoelektrik adalah penjanaan caj permukaan sebagai tindak balas kepada penggunaan tekanan luaran kepada bahan, manakala kesan pyroelektrik adalah perubahan dalam polarisasi spontan bahan sebagai tindak balas kepada perubahan suhu. Kesan ferroelektrik adalah perubahan dalam caj permukaan sebagai tindak balas kepada perubahan polarisasi spontan. Oleh itu, ini adalah perbezaan utama antara pyroelektrik piezoelektrik dan ferroelektrik.

Rujukan:

1. "Bagaimana Piezoelectricity Berfungsi." Blog Eagle.

Ihsan gambar:

1. "Schemapiezo" oleh Tizeff - Templat: Sendiri (CC BY -SA 3.0) melalui Commons Wikimedia
2. "Pyrosensor" oleh Nicolas Kruse - Domain Public (Domain) melalui Commons Wikimedia