Пьезоэлектрик пироэлектрик ба төмөр цахилгааны гол ялгаа нь пьезоэлектрик эффект нь материалд гадны нөлөөллийн нөлөөгөөр гадаргуугийн цэнэг үүсгэх боловч пироэлектрик эффект нь бие махбодийн аяндаа туйлшралын өөрчлөлт юм. температурын өөрчлөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх материал. Харин ферроэлектрик эффект нь аяндаа туйлшралын өөрчлөлтийн хариуд гадаргуугийн цэнэгийн өөрчлөлт юм.
Пьезоэлектрик, пироэлектрик ба төмөр цахилгаан гэдэг нь хатуу материалын цахилгаан шинж чанарыг тодорхойлоход бидний ашигладаг гурван нэр томъёо юм. Эдгээр гурван эффект нь бусад шинж чанарт нь хийсэн өөрчлөлт дээр үндэслэн үзүүлэх хариу үйлдэлийнхээ дагуу өөр хоорондоо ялгаатай.
Пьезоэлектрик гэж юу вэ?
Пьезоэлектрик гэдэг нь зарим хатуу материалын шинж чанарыг хэлдэг бөгөөд эдгээр материалууд нь механик нөлөөллийн үед цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулж чаддаг. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь даралт болон далд дулааны үр дүнд үүссэн цахилгааныг хэлдэг. Энэ нэр томъёо нь Грек хэлнээс гаралтай бөгөөд пьезин нь шахах, дарах, электрон нь хув (цахилгаан цэнэгийн эх үүсвэр) гэсэн утгатай. Энэ шинж чанарыг пьезо цахилгаан гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ шинж чанарыг харуулсан материалд талстууд, зарим керамик эдлэлүүд болон яс, ДНХ болон төрөл бүрийн уураг зэрэг биологийн бодисууд орно.
Ерөнхийдөө пьезоэлектрик эффект нь урвуу тэгш хэмгүй талст материалын механик ба цахилгаан төлөвүүдийн хооронд шугаман цахилгаан механик харилцан үйлчлэлд хүргэдэг. Үүнээс гадна пьезоэлектрик нөлөө үзүүлж чадах материалууд нь эсрэгээрээ нөлөө үзүүлж чаддаг тул энэ нөлөө нь буцаагдах боломжтой (энэ нь цахилгаан орон зайнаас үүссэн механик омог үүсгэх явдал юм).
Зураг 01: Деформацийн үед пьезоэлектрик дискээр хүчдэл үүсгэх
Пьезоэлектрик эффектийн шинж чанар нь хатуу биет дэх цахилгаан диполь моменттой ойролцоо байна. Кристаллографийн нэгж эсийн эзэлхүүн дэх диполь моментуудыг нэгтгэн бид диполь нягтрал эсвэл туйлшралыг хялбархан тооцоолж болно. Ихэвчлэн хөрш зэргэлдээх диполууд нь Вейсс домэйн нэртэй бүс нутгуудад нийлэх хандлагатай байдаг. Энэхүү тэгшлэх үйл явцыг өндөр температурт материал дээр хүчтэй цахилгаан орон ашиглахыг polling гэж нэрлэдэг. Гэхдээ бүх пьезоэлектрик материалыг туйлдуулж болохгүй.
Пироэлектрик гэж юу вэ?
Пироэлектрик гэдэг нь зарим талстуудын шинж чанар нь байгалийн цахилгаан туйлшралын улмаас их хэмжээний цахилгаан оронтой байдаг. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь тодорхой хатуу биетүүдийг халаах, хөргөх үед түр зуурын хүчдэл үүсгэх чадвар юм. Энэ нэр томъёо нь Грекийн утгаас гаралтай; пир гэдэг нь "гал", "цахилгаан" гэсэн утгатай. Температурын өөрчлөлт нь болор бүтэц дэх атомуудын байрлалыг бага зэрэг өөрчилж, материалын туйлшралыг өөрчилдөг. Энэхүү туйлшралын өөрчлөлт болор дээрх хүчдэлийг үүсгэж болно. Гэсэн хэдий ч, нэг удаа үүссэн пьезоэлектрик орон нь гүйдэл алдагдсаны улмаас аажмаар алга болдог. Энэ нэвчилт нь болороор дамжин электронуудын шилжилт хөдөлгөөн, ионуудын агаараар дамжих хөдөлгөөн, болор дээр бэхлэгдсэн вольтметрээр дамжих гүйдлийн улмаас үүсдэг.
Зураг 02: Пироэлектрик мэдрэгч
Пироэлектрик эффект нь кинетик энергийн үнэ цэнийг үүсгэдэггүй цахилгаан болон дулааны энергийн төлөв байдлын улмаас үүсдэг. Үүний эсрэгээр пьезоэлектрик эффект нь кинетик энерги болон дулааныг үүсгэдэггүй цахилгаан энергийн улмаас үүсдэг. Пироэлектрик материал нь хатуу, талст юм. Гэхдээ цахилгаанаар хийсэн зөөлөн материал байж болно.
Төмрийн цахилгаан гэж юу вэ?
Төмрийн цахилгаан гэдэг нь гадны цахилгаан орны нөлөөгөөр урвуу аяндаа гардаг цахилгаан туйлшрал бүхий зарим материалын шинж чанарыг хэлнэ. Ихэвчлэн бүх төмөр цахилгаан материалууд нь пироэлектрик байдаг боловч энэ нь урвуу байгалийн цахилгаан туйлшралын нэмэлт шинж чанартай байдаг. Төмрийн цахилгаан гэдэг нэр томъёо нь төмөр цахилгааныг нээхээс өмнө нээсэн ферромагнетизмаас гаралтай.
Энэ төрлийн материал нь шугаман бус шинж чанартай учраас конденсатор хийхэд хэрэгтэй. Ерөнхийдөө эдгээр конденсаторууд нь төмөр цахилгаан материалын давхаргыг хавчуулах хос электрод агуулдаг. Түүгээр ч зогсохгүй төмөр цахилгаан материалын аяндаа туйлшрах нь гистерезийн нөлөөг илэрхийлдэг бөгөөд үүнийг санах ойн үйл ажиллагаанд ашиглаж болно. Нэмж дурдахад төмөр цахилгаан конденсаторууд нь төмөр цахилгаан RAM хийхэд тустай.
Пьезоэлектрик Пироэлектрик ба Төмрийн цахилгаан хоёрын ялгаа юу вэ?
Пьезоэлектрик, пироэлектрик, ферроэлектрик эффект гэсэн нэр томъёо нь хатуу материалын цахилгаан шинж чанарыг илэрхийлдэг. Пьезоэлектрик пироэлектрик ба ферроэлектрикийн гол ялгаа нь пьезоэлектрик эффект нь материалд гадны нөлөөллийн нөлөөгөөр гадаргуугийн цэнэгийг бий болгох явдал юм. Үүний зэрэгцээ, пироэлектрик нөлөө нь температурын өөрчлөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх материалын аяндаа туйлшралын өөрчлөлт юм. Харин ферроэлектрик эффект нь гадаргуугийн цэнэгийн өөрчлөлтөд хүргэдэг аяндаа туйлшралын өөрчлөлт юм.
Дараах инфографик нь пьезоэлектрик пироэлектрик ба төмөр цахилгааны хоорондох ялгааг хүснэгт хэлбэрээр харуулж байна.
Тойм – Пьезоэлектрик ба Пироэлектрик ба Төмрийн цахилгаан
Пьезоэлектрик эффект нь материалд гадны нөлөөллийн нөлөөгөөр гадаргуугийн цэнэг үүсэхийг хэлдэг бол пироэлектрик эффект нь температурын өөрчлөлтийн хариуд материалын аяндаа туйлшралын өөрчлөлт юм. Төмрийн цахилгаан эффект нь аяндаа туйлшрах өөрчлөлтийн хариуд гадаргуугийн цэнэгийн өөрчлөлт юм. Тиймээс энэ нь пьезоэлектрик пироэлектрик ба төмөр цахилгаан хоёрын гол ялгаа юм.
