PARA dielétrico o material é um isolante elétrico, que tem a capacidade de interromper o fluxo de corrente através dele. Eles são classificados em materiais simétricos Centro e materiais piezoelétricos, ainda piezoelétrico é classificada como não-piroelétrica e piroelétrica, a piroelétrica é ainda classificada como não-ferroelétrica e ferroelétrica. Este artigo especifica o material piroelétrico. Foi descoberto no início do século 20 por um cientista grego. O nome piroeletricidade é derivado do grego, onde piro significa fogo e eletricidade. É uma propriedade geral de certos cristais que são polarizados para obter um grande campo elétrico. Esses materiais piroelétricos são de natureza dura e cristalina.
O que é material piroelétrico?
A piroeletricidade ou material piroelétrico é uma resposta elétrica do dielétrico polar com uma mudança na temperatura. Se a temperatura muda, ela causa o movimento dos átomos de sua posição neutra, portanto, a polarização do material muda, observamos uma voltagem através do material. Este efeito é temporário agora, suponha que a temperatura permaneça constante em seu novo valor. A tensão piroelétrica torna-se zero devido à corrente de fuga. Portanto, dentro desses mesmos limites de temperatura, as cargas desenvolvidas pelo efeito de aquecimento ou resfriamento são iguais e opostas.
Os materiais piroelétricos exibem polarização espontânea que é a polarização na ausência de campo elétrico, isso não pode ser alterado ou revertido na aplicação do campo elétrico, o faz em materiais ferroelétricos. Portanto, todos os materiais piroelétricos também são piezoelétricos. Os materiais piezoelétricos possuem um certo tipo de cristal piezoelétrico que não permite a piroeletricidade. Portanto, o efeito piroelétrico ocorre abaixo de 1070 graus F temperatura curie , então, quando o material é aquecido acima da temperatura curie de 1070 graus F, os átomos voltam às suas posições de equilíbrio. Assim, o efeito eletrocalórico é considerado o inverso físico do efeito piroelétrico.
Lista de materiais piroelétricos
Alguns dos materiais piroelétricos estão listados abaixo
- Turmalina
- nitreto de gálio
- nitrato de césio (CsNO3)
- fluoretos de polivinila
- derivados de fenil piridina
- ftalocianina de cobalto
- Tantalita de lítio (LiTaO3).
Comparação entre Pyro Eletricidade e Termo Eletricidade
O efeito eletrocalórico é o fenômeno em que o material apresenta a mudança reversível de temperatura no campo elétrico aplicado. Portanto, a piroeletricidade é diferente de termoeletricidade. O pirocristal muda a temperatura de um grau para outro, resultando em uma voltagem temporária no cristal.
Considerando que no caso de termoeletricidade as duas extremidades do dispositivo são submetidas a duas temperaturas diferentes, resultando em uma tensão permanente no dispositivo, resultando em como há a diferença de temperatura.
Diferença entre materiais piezoelétricos, piroelétricos e ferroelétricos
A seguir estão as diferenças entre materiais piezoelétricos, piroelétricos e ferroelétricos
Parâmetros | Piezoelétrico | Piroelétrico | Ferroelétrico |
Função | Os materiais piezoelétricos geram eletricidade sempre que o estresse mecânico é aplicado. | O material piroelétrico gera potencial elétrico sempre que aquecido ou resfriado. | O material ferroelétrico exibe polarização elétrica mesmo na ausência de um campo elétrico. |
Exemplos
| Quartzo, cristal, amônio, fosfato | Cristal de quartzo, Amônio, Fosfato. | Niobite de lítio, Titanita de bário |
Propriedades | Não centrosimétricos, Dielétrico não polar, Presença de efeito piezoelétrico onde P = dσ. | Eles são polarização unidirecional, não centrosimétrico, Exibe piroeletricidade quando T> = Tc | Eles são facilmente polarizados, Eles exibem histerese dielétrica, Eles são de natureza piro e piezoelétrica. |
Formulários | Age como um transdutor , Usado em microfones, Gera ondas ultrassônicas . | Detectores IR, Tubos de imagem, Elementos sensores de temperatura. | Transdutores ultrassônicos Eles são transdutores de pressão Atua como um memória dispositivo como uma memória de acesso aleatório. |
Análise Matemática de Material Piroelétrico
Um pedaço fino de um material piroelétrico é um eletrodo e conectado a um amplificador de alta impedância, um transistor de efeito de campo (FET) como mostrado abaixo. Que seja a corrente piroelétrica que gera a voltagem V através da admitância elétrica Ye. Uma voltagem amplificador de ganhos de unidade acopla a fonte de alta impedância de corrente a uma baixa impedância de entrada seguindo o circuito. Se p 'é um componente do coeficiente piroelétrico p ortogonal à superfície do eletrodo da área A. A corrente gerada é independente da espessura, uma vez que a corrente está associada à carga superficial ilimitada.
análise matemática de material piroelétrico
Onde,
Carregar Q = p ’A Δ T …… .. 1
Corrente piroelétrica ip = Ap’dT / dt …… .. 2
Tensão piroelétrica V = i / УE ……… 3
Onde a admissão elétrica УE = GA + GE + jw CA + CE …… .4
Shunt e condutância de amostra GA, GE
Shunt e capacitância de amostra CA, CE
A capacitância equivalente do dielétrico é 100 = € σa / Para ...... 5
Energia armazenada E = ½ p2 € σAhΔT2 …… .6
d = espessura do material € σ = constante de permissividade na tensão, A = Área de proteção, p ’= componente do coeficiente piroelétrico p.
Se um campo elétrico E é aplicado a um material, o deslocamento dielétrico total d que é uma carga por unidade de área da placa, em ambos os lados de um material piroelétrico é,
d = E s + € E ………. 7
onde € é a permissividade do vácuo e Es é a polarização espontânea da densidade do volume do momento de dipolo elétrico .
Efeito do coeficiente piroelétrico com a temperatura
A partir da análise acima, o coeficiente piroelétrico tem efeito da temperatura
- O coeficiente piroelétrico aumenta com o aumento da temperatura
- Depende da ordem de transição de fase e é maior para transições de segunda ordem
- Tc é uma temperatura curie em que o material piroelétrico aumenta.
Vantagens Materiais Piroelétricos
As vantagens dos materiais piroelétricos são
• Livre de poluição
• O custo de manutenção é menor
• Resposta de frequência muito alta
Desvantagens Material Piroelétrico
A desvantagem dos materiais piroelétricos é
• Exigir alto impedância cabo
• Os movimentos estáticos não podem ser medidos facilmente.
Formulários
As aplicações de materiais piroelétricos são
• Detectores de movimento baseados em PIR
• Radiometria
• Conversor piroelétrico de energia solar
• Detecção e proteção da vida selvagem
• Termômetro remoto PIR
• Detector de fogo
• Diagnóstico de laser.
FAQs
1). O que são cristais piroelétricos?
Os cristais piroelétricos são materiais que produzem eletricidade quando a temperatura do cristal é aumentada.
2). Todos os produtos ferroelétricos são piezoelétricos?
Sim, todos os piezoelétricos ferroelétricos, mas nem todos os piezoelétricos são ferroelétricos.
3). O quartzo é um piroelétrico?
Sim, o quartzo é um cristal piroelétrico.
4). O que é um sensor pyro?
O sensor pirotécnico também é denominado detector pirotécnico ou detector térmico. Onde, se houver uma pequena mudança na temperatura, é desenvolvida carga na superfície do cristal qual é a corrente elétrica necessária.
5). Os cristais podem armazenar dados?
Sim, os cristais podem armazenar dados.
6). O fundo térmico influencia o efeito piroelétrico?
Não, o fundo térmico não influencia o efeito piroelétrico.
Assim, o piroeletricidade é uma propriedade de determinado cristal que apresenta polarização, onde uma resposta elétrica é gerada com a mudança de temperatura. O efeito piroelétrico ocorre abaixo de 1070 graus F, que é a temperatura curie. Eles requerem um cabo de alta impedância para sua operação, o que fornece uma boa resposta de freqüência. Aqui está uma pergunta para você, qual é a função do material piroelétrico?
