Galvenā atšķirība starp pjezoelektrisko piroelektrisko un feroelektrisko ir tāda, ka pjezoelektriskais efekts ir virsmas lādiņa ģenerēšana, reaģējot uz materiāla ārēju spriegumu, bet piroelektriskais efekts ir spontānas polarizācijas izmaiņas. materiāls, reaģējot uz temperatūras izmaiņām. Tā kā feroelektriskais efekts ir virsmas lādiņa izmaiņas, reaģējot uz spontānās polarizācijas izmaiņām.
Pjezoelektriskais, piroelektriskais un feroelektriskais ir trīs termini, ko lietojam, lai aprakstītu cieto materiālu elektriskās īpašības. Šie trīs efekti atšķiras viens no otra atkarībā no to parādītajām atbildēm, pamatojoties uz izmaiņām, kas veiktas citos to rekvizītos.
Kas ir pjezoelektriskais?
Pjezoelektrisks attiecas uz noteiktu cietu materiālu īpašību, kur šie materiāli var uzkrāt elektrisko lādiņu, iedarbojoties uz mehānisko spriegumu. Citiem vārdiem sakot, tas attiecas uz elektrību, kas rodas no spiediena un latenta siltuma. Šis termins ir cēlies no grieķu valodas, kur piezin nozīmē saspiest vai nospiest un elektrons nozīmē dzintaru (agrīns elektriskā lādiņa avots). Šo īpašību sauc par pjezoelektriskumu, un materiāli, kas parāda šo īpašību, ir kristāli, noteikta keramika un bioloģiskas vielas, piemēram, kauli, DNS un dažādi proteīni.
Parasti pjezoelektriskais efekts var izraisīt lineāru elektromehānisko mijiedarbību starp mehāniskajiem un elektriskajiem stāvokļiem kristāliskos materiālos, kuriem nav inversijas simetrijas. Turklāt šis efekts ir atgriezenisks, jo materiāliem, kuriem var būt pjezoelektrisks efekts, var būt arī pretējs efekts (tā ir mehāniska deformācijas ģenerēšana, kas rodas no pielietota elektriskā lauka).
Attēls 01: Pjezoelektriskā diska sprieguma ģenerēšana pēc deformācijas
Pjezoelektriskā efekta raksturs ir ļoti līdzīgs elektriskajam dipola momentam cietās vielās. Mēs varam viegli aprēķināt dipola blīvumu vai polarizāciju, summējot dipola momentus uz vienu kristalogrāfiskās vienības šūnas tilpumu. Parasti blakus esošie dipoli mēdz izlīdzināties reģionos ar nosaukumu Veisa domēni. Šis izlīdzināšanas process tiek saukts par polēšanu, kur materiāliem paaugstinātā temperatūrā tiek pielietots spēcīgs elektriskais lauks. Tomēr visus pjezoelektriskos materiālus nevar polēt.
Kas ir piroelektriskais?
Piroelektrisks nozīmē, ka noteiktu kristālu īpašībai ir liels elektriskais lauks dabiskās elektriskās polarizācijas dēļ. Citiem vārdiem sakot, tā ir noteiktu cietvielu spēja radīt īslaicīgu spriegumu karsējot vai atdzesējot. Šis termins cēlies no grieķu valodas nozīmes; pyr nozīmē "uguns" un "elektrība". Temperatūras apstākļu izmaiņas var nedaudz mainīt atomu pozīcijas kristāla struktūrā, un tas maina materiāla polarizāciju. Šīs polarizācijas izmaiņas var izraisīt spriegumu pāri kristālam. Tomēr pjezoelektriskais lauks, kas reiz veidojas, lēnām pazūd noplūdes strāvas dēļ. Šo noplūdi izraisa elektronu kustība caur kristālu, jonu kustība pa gaisu un strāvas noplūde caur voltmetru, kas piestiprināts pāri kristālam.
Attēls 02: Piroelektriskais sensors
Piroelektriskais efekts rodas elektriskās un siltumenerģijas stāvokļu dēļ, kas nerada kinētiskās enerģijas vērtību. Turpretim pjezoelektriskais efekts rodas kinētiskās enerģijas un elektriskās enerģijas dēļ, kas nerada siltumu. Piroelektriskie materiāli ir cieti un kristāliski. Taču var būt arī daži mīksti materiāli, kas izgatavoti, izmantojot elektretus.
Kas ir Ferroelectric?
Ferroelektrisks attiecas uz noteiktu materiālu īpašību, kam ir spontāna elektriskā polarizācija, kas ir atgriezeniska, izmantojot ārējos elektriskos laukus. Parasti visi feroelektriskie materiāli ir piroelektriski, bet tiem ir papildu īpašība atgriezeniska dabiskā elektriskā polarizācija. Termins feroelektrisks cēlies no feromagnētisma, kas tika atklāts pirms feroelektrības atklāšanas.
Šis materiāls ir noderīgs kondensatoru ražošanā to nelineārā rakstura dēļ. Parasti šajos kondensatoros ir elektrodu pāris, kas savieno feroelektriskā materiāla slāni. Turklāt feroelektrisko materiālu spontānā polarizācija nozīmē histerēzes efektu, kur mēs to varam izmantot atmiņas funkcijā. Turklāt feroelektriskie kondensatori ir noderīgi, veidojot feroelektrisko RAM.
Kāda ir atšķirība starp pjezoelektrisko piroelektrisko un feroelektrisko?
Termini pjezoelektriskais, piroelektriskais un feroelektriskais efekts attiecas uz cieto materiālu elektriskām īpašībām. Galvenā atšķirība starp pjezoelektrisko piroelektrisko un feroelektrisko ir tā, ka pjezoelektriskais efekts ir virsmas lādiņa ģenerēšana, reaģējot uz materiāla ārēju spriegumu. Tikmēr piroelektriskais efekts ir materiāla spontānas polarizācijas izmaiņas, reaģējot uz temperatūras izmaiņām. Savukārt feroelektriskais efekts ir spontānās polarizācijas izmaiņas, kas izraisa virsmas lādiņa izmaiņas.
Šajā infografikā tabulas veidā ir parādītas atšķirības starp pjezoelektrisko piroelektrisko un feroelektrisko elementu, lai tos varētu salīdzināt.
Kopsavilkums - pjezoelektriskā vs piroelektriskā vs feroelektriskā
Pjezoelektriskais efekts ir virsmas lādiņa ģenerēšana, reaģējot uz materiāla ārēju spriegumu, savukārt piroelektriskais efekts ir materiāla spontānas polarizācijas izmaiņas, reaģējot uz temperatūras izmaiņām. Feroelektriskais efekts ir virsmas lādiņa izmaiņas, reaģējot uz spontānās polarizācijas izmaiņām. Tādējādi šī ir galvenā atšķirība starp pjezoelektrisko piroelektrisko un feroelektrisko.
