에 유전체 재료는 전기 절연체로 전류 흐름을 차단할 수 있습니다. 그들은 Centro 대칭 재료와 압전 재료로 분류됩니다. 압전 비열 전성 및 초 유전성으로 분류되고, 초전 기성은 비 강유전성 및 강유전성으로 추가로 분류됩니다. 이 기사는 초전 재료를 지정합니다. 그리스 과학자가 20 세기 초에 발견했습니다. pyroelectricity라는 이름은 pyro가 불과 전기를 의미하는 그리스어에서 유래되었습니다. 큰 전기장을 얻기 위해 분극화되는 특정 결정의 일반적인 특성입니다. 이 초전 재료는 본질적으로 단단하고 결정질입니다.
초전 재료는 무엇입니까?
초 전성 또는 초 전성 물질은 온도 변화에 따른 극성 유전체의 전기적 반응입니다. 반대로 온도가 변하면 원자가 중립 위치에서 이동하여 물질의 분극이 변하고 물질에 걸리는 전압을 관찰합니다. 이 효과는 온도가 새 값으로 일정하게 유지된다고 가정하면 일시적입니다. 누설 전류로 인해 초 전기 전압이 0이됩니다. 따라서이 동일한 온도 한계 내에서 가열 또는 냉각 효과로 인해 발생하는 전하는 동일하고 반대입니다.
초 유전성 물질은 전기장이 없을 때 분극 인 자발적 분극을 나타내며, 강유전성 물질에 전기장을 가할 때 변경되거나 반전 될 수 없습니다. 따라서 모든 초 전자 재료도 압전입니다. 압전 재료는 초 전성을 허용하지 않는 특정 종류의 압전 결정을 가지고 있습니다. 따라서 초 전기 효과는 1070도 F 미만에서 발생합니다. 퀴리 온도 따라서 재료가 퀴리 온도 1070도 F 이상으로 가열되면 원자는 평형 위치로 돌아옵니다. 따라서 전기 칼로리 효과는 초전 효과의 물리적 역으로 간주됩니다.
초전 재료 목록
일부 초전 재료는 다음과 같습니다.
- 전기석
- 질화 갈륨
- 질산 세슘 (CsNO3)
- 폴리 불화 비닐
- 페닐 피리딘의 유도체
- 코발트 프탈로시아닌
- 리튬 탄탈 라이트 (LiTaO3).
파이로 전기와 열전기 비교
전기 칼로리 효과는 재료가 적용된 전기장에 가역적 인 온도 변화를 나타내는 현상입니다. 따라서 초전 성은 열전 성과 다릅니다. 파이로 크리스탈은 온도를 한도에서 다른 도로 변경하여 크리스탈에 일시적인 전압을 발생시킵니다.
반면에 열전 장치의 두 끝은 두 가지 다른 온도에 노출되어 장치에 영구적 인 전압이 발생하여 온도 차이가 발생합니다.
압전, 초전 및 강유전 재료의 차이점
다음은 Piezoelectric, Pyroelectric 및 Ferroelectric Materials의 차이점입니다.
매개 변수 | 압전 | 초전 | 강유전성 |
함수 | 압전 재료는 기계적 응력이 가해질 때마다 전기를 생성합니다. | 초전 물질은 가열되거나 냉각 될 때마다 전위를 생성합니다. | 강유전성 물질은 전기장이 없어도 전기 분극을 나타냅니다. |
예
| 석영, 크리스탈, 암모늄, 인산염 | 석영 크리스탈, 암모늄, 인산염. | 리튬 니오 바이트, 바륨 타이 타 나이트 |
속성 | 비 중심 대칭, 비극성 유전체, P = dσ 인 경우 압전 효과의 존재. | 그들은 단방향 편광입니다. 비 중심 대칭, T> = Tc 일 때 초 전성을 나타냅니다. | 그들은 쉽게 편광되고 유전체 히스테리시스를 나타내며, 그들은 본질적으로 파이로와 압전입니다. |
응용 | 처럼 행동 변환기 , 마이크에 사용, 그것은 생성 초음파 . | IR 감지기, 이미지 튜브, 온도 감지 요소. | 초음파 변환기 그들은 압력 변환기입니다 그것은 기억 랜덤 액세스 메모리와 같은 장치. |
초전 재료의 수학적 분석
초전 재료의 얇은 조각은 전극이며 임피던스가 높은 증폭기에 연결됩니다. 전계 효과 트랜지스터 (FET)는 아래와 같습니다. 전기 어드미턴스 Ye에 걸쳐 전압 V를 생성하는 초 전류라고합시다. 전압 증폭기 단일 이득의 전류의 높은 임피던스 소스를 회로 다음의 낮은 입력 임피던스에 연결합니다. p’가 초전 계수 p의 구성 요소 인 경우 영역 A의 전극 표면에 직교합니다. 생성 된 전류는 전류가 제한되지 않은 표면 전하와 연관되기 때문에 두께와 무관합니다.
파이로 전기 재료의 수학적 분석
어디,
요금 Q = p’A Δ T …… .. 1
초 전류 ip = Ap’dT / dt …… .. 2
초전 전압 V = i / УE ……… 3
전기 입장 УE = GA + GE + jw CA + CE …… .4
션트 및 샘플 컨덕턴스 GA, GE
션트 및 샘플 커패시턴스 CA, CE
유전체의 등가 커패시턴스는 100 = € σa / To ...... 5
저장된 에너지 E = ½ p2 € σAhΔT2 …… .6
d = 재료 두께 € σ = 응력에서의 유전율 상수, A = 보호 영역, p’= 초전 계수의 구성 요소 p.
재료에 전계 E가 가해지면, 초전 재료의 양면에서 판의 단위 면적당 전하 인 총 유전 변위 d는 다음과 같습니다.
d = Es + € E ………. 7
여기서 €는 진공의 유전율이고 Es는 전기 쌍극자 모멘트의 체적 밀도의 자발적 분극입니다. .
온도에 따른 초전 계수의 영향
위의 분석에서 초 전기 계수는 온도의 영향을 미칩니다
- 온도 상승에 따라 초전 계수 증가
- 위상 전이 순서에 따라 다르며 2 차 전이의 경우 더 큽니다.
- Tc는 초전 물질이 증가하는 퀴리 온도입니다.
초전도 재료의 장점
초전 재료의 장점은 다음과 같습니다.
• 무공해
• 유지 보수 비용이 적습니다.
• 매우 고주파 응답
단점 Pyroelectric Material
초전 재료의 단점은
• 높은 요구 임피던스 케이블
• 정적 모션은 쉽게 측정 할 수 없습니다.
응용
초 전기 재료의 응용은 다음과 같습니다.
• PIR – 기반 동작 감지기
• 방사 측정
• 태양 에너지 초전 변환기
• 야생 동물 탐지 및 보호
• PIR 원격 기반 온도계
• 화재 감지기
• 레이저 진단.
자주 묻는 질문
1). 초전 결정이란 무엇입니까?
초 전기 결정은 결정의 온도가 상승 할 때 전기를 생산하는 물질입니다.
2). 모든 강유전체가 피에조 전기인가?
예, 모든 강유전체 피에조 전기이지만 모든 압전기가 강유전체는 아닙니다.
삼). 석영은 초 전기입니까?
예, 석영은 초 전기 결정입니다.
4). 파이로 센서 란?
파이로 센서는 파이로 감지기 또는 열 감지기라고도합니다. 온도의 작은 변화가있는 경우 필요한 전류 인 결정의 표면에 전하가 발생합니다.
5). 크리스탈은 데이터를 저장할 수 있습니까?
예, 크리스탈은 데이터를 저장할 수 있습니다.
6). 열 배경이 초전 효과에 영향을 줍니까?
아니요, 열 배경은 초전 효과에 영향을주지 않습니다.
그래서 초 전성 온도 변화에 따라 전기적 반응이 발생하는 분극을 나타내는 특정 결정의 특성입니다. 초 전기 효과는 퀴리 온도 인 1070도 F 이하에서 발생합니다. 좋은 주파수 응답을 제공하는 작동을 위해 높은 임피던스 케이블이 필요합니다. 여기에 질문이 있습니다. 초전 재료의 기능은 무엇입니까?
