ZU Dielektrikum Material ist ein elektrischer Isolator, der den Stromfluss durch ihn stoppen kann. Sie werden weiter in symmetrische Centro-Materialien und piezoelektrische Materialien eingeteilt piezoelektrisch wird als Nicht-Pyroelektrika und Pyroelektrika klassifiziert, Pyroelektrik wird weiter als Nicht-Ferroelektrika und Ferroelektrika klassifiziert. Dieser Artikel spezifiziert pyroelektrisches Material. Es wurde im frühen 20. Jahrhundert von einem griechischen Wissenschaftler entdeckt. Der Name Pyroelektrizität leitet sich vom Griechischen ab, wo Pyro Feuer und Elektrizität bedeutet. Es ist eine allgemeine Eigenschaft bestimmter Kristalle, die polarisiert sind, um ein großes elektrisches Feld zu erhalten. Diese pyroelektrischen Materialien sind von Natur aus hart und kristallin.

Was ist pyroelektrisches Material?

Pyroelektrizität oder pyroelektrisches Material ist eine elektrische Antwort des polaren Dielektrikums mit einer Temperaturänderung. Wenn sich die Temperatur im Gegenzug ändert, verursacht dies die Bewegung der Atome von ihrer neutralen Position, wodurch sich die Polarisation des Materials ändert. Wir beobachten eine Spannung über dem Material. Dieser Effekt ist vorübergehend, wenn die Temperatur auf ihrem neuen Wert konstant bleibt. Die pyroelektrische Spannung wird aufgrund des Leckstroms Null. Innerhalb dieser gleichen Temperaturgrenzen sind die Ladungen, die durch die Wirkung von Heizen oder Kühlen entstehen, gleich und entgegengesetzt.

Pyroelektrische Materialien weisen eine spontane Polarisation auf, dh eine Polarisation ohne elektrisches Feld. Diese kann beim Anlegen des elektrischen Feldes in ferroelektrischen Materialien nicht geändert oder umgekehrt werden. Daher sind alle Pyroelektro-Materialien auch piezoelektrisch. Die piezoelektrischen Materialien haben eine bestimmte Art von piezoelektrischem Kristall, der keine Pyroelektrizität zulässt. Daher findet der pyroelektrische Effekt unterhalb des 1070-Grad-F statt Curie-Temperatur Wenn das Material über die Curie-Temperatur von 1070 ° F erhitzt wird, kehren die Atome in ihre Gleichgewichtspositionen zurück. Der elektrokalorische Effekt wird also als physikalische Umkehrung des pyroelektrischen Effekts angesehen.

Liste der pyroelektrischen Materialien

Einige der pyroelektrischen Materialien sind unten aufgeführt

Turmalin
Galliumnitrid
Cäsiumnitrat (CsNO3)
Polyvinylfluoride
Derivate von Phenylpyridin
Kobaltphthalocyanin
Lithiumtantalit (LiTaO3).

Vergleich zwischen Pyro Electricity und Thermo Electricity

Der elektrokalorische Effekt ist das Phänomen, bei dem das Material die reversible Temperaturänderung auf das angelegte elektrische Feld zeigt. Daher unterscheidet sich die Pyroelektrizität von der Thermoelektrizität. Pyrokristalle ändern die Temperatur von einem Grad zum anderen, was zu einer vorübergehenden Spannung am Kristall führt.

Im Fall von Thermoelektrizität Die beiden Enden der Vorrichtung werden zwei unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt, was zu einer permanenten Spannung in der Vorrichtung führt, was zu einer Temperaturdifferenz führt.

Unterschied zwischen piezoelektrischen, pyroelektrischen und ferroelektrischen Materialien

Das Folgende sind die Unterschiede zwischen piezoelektrischen, pyroelektrischen und ferroelektrischen Materialien

“Verdrahten eines Zweiwegeschalters ”

Parameter	Piezoelektrisch	Pyroelektrisch	Ferroelektrisch
Funktion	Piezoelektrische Materialien erzeugen Elektrizität, wenn mechanische Beanspruchung angewendet wird.	Pyroelektrisches Material erzeugt bei Erwärmung oder Abkühlung elektrisches Potential.	Ferroelektrisches Material zeigt auch ohne elektrisches Feld eine elektrische Polarisation.
Beispiele	Quarz, Kristall, Ammonium, Phosphat	Quartz Kristall, Ammonium, Phosphat.	Lithiumniobit, Bariumtitanit
Eigenschaften	Nicht zentrosymmetrisch, Unpolares Dielektrikum, Vorhandensein eines piezoelektrischen Effekts mit P = dσ.	Sie sind unidirektionale Polarisation, nicht zentrosymmetrisch, Es zeigt Pyroelektrizität, wenn T> = Tc	Sie sind leicht polarisiert, Sie zeigen dielektrische Hysterese, Sie sind sowohl pyro- als auch piezoelektrisch.
Anwendungen	Handelt wie ein Wandler , Wird in Mikrofonen verwendet, Es erzeugt Ultraschallwellen .	IR-Detektoren, Bildröhren, Temperaturfühler.	Ultraschallwandler Sie sind Druckwandler Es wirkt als Erinnerung Gerät wie ein Direktzugriffsspeicher.

Mathematische Analyse von pyroelektrischem Material

Ein dünnes Stück eines pyroelektrischen Materials ist eine Elektrode und mit einem Verstärker verbunden, der eine hohe Impedanz aufweist, a Feldeffekttransistor (FET) wie unten gezeigt. Es sei der pyroelektrische Strom, der die Spannung V über der elektrischen Admittanz Ye erzeugt. Eine Spannung Verstärker von Einheitsverstärkungen koppelt die hochohmige Stromquelle mit einer niedrigen Eingangsimpedanz, die der Schaltung folgt. Wenn p 'eine Komponente des pyroelektrischen Koeffizienten p ist, ist dies orthogonal zur Elektrodenoberfläche von Bereich A. Der erzeugte Strom ist unabhängig von der Dicke, da der Strom mit der unbegrenzten Oberflächenladung verbunden ist.

mathematische Analyse von pyroelektrischem Material

Wo,

Aufladen Q = p ’A Δ T …… .. 1

Pyroelektrischer Strom ip = Ap’dT / dt …… .. 2

Pyroelektrische Spannung V = i / УE ……… 3

Wo elektrische Zulassung УE = GA + GE + jw CA + CE …… .4

Shunt- und Probenleitfähigkeit GA, GE

Shunt- und Probenkapazität CA, CE

Äquivalente Kapazität des Dielektrikums ist 100 = € σa / To ...... 5

Gespeicherte Energie E = ½ p2 € σAhΔT2 …… .6

d = Materialstärke € σ = Permittivitätskonstante bei Spannung, A = Schutzfläche, p ’= Komponente des pyroelektrischen Koeffizienten p.

Wenn ein elektrisches Feld E an ein Material angelegt wird, beträgt die gesamte dielektrische Verschiebung d, die eine Ladung pro Flächeneinheit der Platte auf beiden Seiten eines pyroelektrischen Materials ist,

d = E s + € E ………. 7

Dabei ist € die Permittivität des Vakuums und Es die spontane Polarisation der Volumendichte des elektrischen Dipolmoments .

Einfluss des pyroelektrischen Koeffizienten auf die Temperatur

Aus der obigen Analyse ergibt sich, dass der pyroelektrische Koeffizient einen Einfluss auf die Temperatur hat

“hausgemachter Generator mit Autolichtmaschine ”

Der pyroelektrische Koeffizient steigt mit steigender Temperatur
Sie hängt von der Reihenfolge des Phasenübergangs ab und ist für Übergänge zweiter Ordnung größer
Tc ist eine Curie-Temperatur, bei der das pyroelektrische Material zunimmt.

Vorteile Pyroelektrische Materialien

Die Vorteile von pyroelektrischen Materialien sind

• Verschmutzungsfrei
• Die Wartungskosten sind geringer
• Sehr hoher Frequenzgang

Nachteile Pyroelektrisches Material

Der Nachteil von pyroelektrischen Materialien ist

• Benötigen Sie hoch Impedanz Kabel
• Statische Bewegungen können nicht einfach gemessen werden.

Anwendungen

Die Anwendungen von pyroelektrischen Materialien sind

• PIR-basierte Bewegungsmelder
• Radiometrie
• Pyroelektrischer Konverter für Solarenergie
• Erkennung und Schutz von Wildtieren
• Ferngesteuertes PIR-Thermometer
• • Brandmelder
• Laserdiagnose.

FAQs

1). Was sind pyroelektrische Kristalle?

Die pyroelektrischen Kristalle sind Materialien, die Elektrizität erzeugen, wenn die Temperatur des Kristalls erhöht wird.

2). Sind alle Ferroelektrika Piezoelektrik?

Ja, alle Ferroelektrika Piezoelektrik, aber nicht alle Piezoelektriken sind Ferroelektrika.

3). Ist Quarz ein Pyroelektrikum?

Ja, Quarz ist ein pyroelektrischer Kristall.

4). Was ist ein Pyro-Sensor?

Der Pyro-Sensor wird auch als Pyro-Detektor oder thermischer Detektor bezeichnet. Wenn sich die Temperatur geringfügig ändert, entwickelt sich auf der Oberfläche des Kristalls eine Ladung, die den erforderlichen elektrischen Strom darstellt.

5). Können Kristalle Daten speichern?

Ja, Kristalle können Daten speichern.

6). Beeinflusst der thermische Hintergrund den pyroelektrischen Effekt?

Nein, der thermische Hintergrund beeinflusst den pyroelektrischen Effekt nicht.

Und so kam es dass der Pyroelektrizität ist eine Eigenschaft eines bestimmten Kristalls, der eine Polarisation zeigt, bei der mit der Änderung der Temperatur eine elektrische Antwort erzeugt wird. Der pyroelektrische Effekt tritt unterhalb der Curie-Temperatur von 1070 ° F auf. Sie benötigen für ihren Betrieb ein hochohmiges Kabel, das einen guten Frequenzgang bietet. Hier ist eine Frage an Sie, welche Funktion hat pyroelektrisches Material?