Die sleutelverskil tussen piëso-elektriese piro-elektriese en ferro-elektriese is dat die piëso-elektriese effek die opwekking van 'n oppervlaklading is in reaksie op die toepassing van eksterne spanning op 'n materiaal, maar die piro-elektriese effek is die verandering in die spontane polarisasie van 'n materiaal. materiaal in reaksie op 'n verandering in temperatuur. Terwyl die ferro-elektriese effek 'n verandering in die oppervlaklading is in reaksie op die verandering in die spontane polarisasie.
Piëzo-elektries, piro-elektries en ferro-elektries is drie terme wat ons gebruik om die elektriese eienskappe van vaste materiale te beskryf. Hierdie drie effekte verskil van mekaar volgens die antwoorde wat hulle vertoon op grond van die veranderinge wat in hul ander eienskappe aangebring is.
Wat is piëso-elektries?
Piëso-elektries verwys na die eienskap van sekere soliede materiale waar hierdie materiale die elektriese lading kan ophoop met die toepassing van meganiese spanning. Met ander woorde, dit verwys na die elektrisiteit wat voortspruit uit druk en latente hitte. Hierdie term kom uit Grieks, waar piezin beteken druk of druk en elektron beteken amber ('n vroeë bron van elektriese lading). Hierdie eienskap word piëzo-elektrisiteit genoem, en die materiaal wat hierdie eienskap toon, sluit in kristalle, sekere keramiek en biologiese materiaal soos bene, DNA en verskeie proteïene.
Tipies kan die piëso-elektriese effek lei tot die lineêre elektromeganiese interaksie tussen die meganiese en elektriese toestande in kristallyne materiale wat geen inversiesimmetrie het nie. Boonop is hierdie effek omkeerbaar aangesien materiale wat piëso-elektriese effek kan toon, ook die omgekeerde van die effek kan vertoon (dit is die opwekking van 'n meganiese spanning wat van 'n toegepaste elektriese veld kom).
Figuur 01: Opwekking van 'n spanning deur 'n piëso-elektriese skyf by vervorming
Die aard van die piëso-elektriese effek is baie soortgelyk aan dié van die elektriese dipoolmoment in vaste stowwe. Ons kan maklik dipooldigtheid of polarisasie bereken deur die dipoolmomente per volume van die kristallografiese eenheidsel op te som. Gewoonlik is naburige dipole geneig om te belyn in streke met die naam Weiss-domeine. Hierdie proses van belyning word poling genoem waar 'n sterk elektriese veld oor die materiale by verhoogde temperature toegepas word. Alle piëzo-elektriese materiale kan egter nie gepol word nie.
Wat is Piro-elektries?
Pyro-elektries beteken die eienskap van sekere kristalle het 'n groot elektriese veld as gevolg van natuurlike elektriese polarisasie. Met ander woorde, dit is die vermoë van sekere vaste stowwe om 'n tydelike spanning op te wek tydens verhitting of afkoeling. Hierdie term kom uit die Griekse betekenis; pyr beteken “vuur” en “elektrisiteit”. Veranderinge in temperatuurtoestande kan die posisies van die atome binne die kristalstruktuur effens verander, en dit verander die materiaal se polarisasie. Hierdie verandering in polarisasie kan aanleiding gee tot 'n spanning oor die kristal. Die piëso-elektriese veld wat een keer opbou, verdwyn egter stadig as gevolg van lekstroom. Hierdie lekkasie vind plaas as gevolg van die beweging van elektrone deur die kristal, beweging van ione deur die lug, en stroom wat deur 'n voltmeter lek wat oor die kristal geheg is.
Figuur 02: 'n Piro-elektriese sensor
Piro-elektriese effek vind plaas as gevolg van elektriese en termiese energietoestande wat nie 'n kinetiese energiewaarde produseer nie. Daarteenoor vind piëso-elektriese effek plaas as gevolg van kinetiese energie en elektriese energie wat nie hitte produseer nie. Piro-elektriese materiale is hard en kristalle. Maar daar kan ook sagte materiale wees wat deur die gebruik van elektrete gemaak word.
Wat is Ferroelektries?
Ferroelektries verwys na die eienskap van sekere materiale met 'n spontane elektriese polarisasie wat omkeerbaar is deur die toepassing van eksterne elektriese velde. Gewoonlik is alle ferro-elektriese materiale piro-elektries, maar dit het 'n bykomende eienskap van omkeerbare natuurlike elektriese polarisasie. Die term ferroelektries kom van ferromagnetisme, wat ontdek is voor die ontdekking van ferroelektrisiteit.
Hierdie tipe materiaal is nuttig om kapasitors te maak as gevolg van hul nie-lineêre aard. Tipies bevat hierdie kapasitors 'n paar elektrodes wat 'n laag ferro-elektriese materiaal insluit. Boonop impliseer die spontane polarisasie van ferro-elektriese materiale 'n histerese-effek waar ons dit in geheuefunksie kan gebruik. Daarbenewens is ferro-elektriese kapasitors nuttig om ferro-elektriese RAM te maak.
Wat is die verskil tussen piëso-elektriese piro-elektriese en ferro-elektriese?
Die terme piëso-elektriese, piro-elektriese en ferro-elektriese effek verwys na die elektriese eienskappe van vaste materiale. Die sleutelverskil tussen piëso-elektriese piro-elektriese en ferro-elektriese is dat die piëso-elektriese effek die opwekking van 'n oppervlaklading is in reaksie op die toepassing van eksterne spanning op 'n materiaal. Intussen is die piro-elektriese effek die verandering in die spontane polarisasie van 'n materiaal in reaksie op 'n verandering in temperatuur. Terwyl die ferro-elektriese effek die verandering in die spontane polarisasie is wat 'n verandering in die oppervlaklading tot gevolg het.
Die volgende infografika bied die verskille tussen piëzo-elektriese piro-elektriese en ferro-elektriese in tabelvorm aan vir vergelyking langs mekaar.
Opsomming – Piëzoëlektriese vs Piroëlektriese vs Ferroëlektriese
Die piëso-elektriese effek is die opwekking van 'n oppervlaklading in reaksie op die toepassing van eksterne spanning op die materiaal, terwyl die piro-elektriese effek die verandering in die spontane polarisasie van 'n materiaal is in reaksie op 'n verandering in temperatuur. Die ferro-elektriese effek is 'n verandering in die oppervlaklading in reaksie op die verandering in spontane polarisasie. Dit is dus die sleutelverskil tussen piëzo-elektriese piro-elektriese en ferro-elektriese.
