Nuus

Jy is hier: Tuis / Nuus / Basiese beginsels van piëso-elektriese keramiek / Polarisasie van piëzo-elektriese keramiek diëlektrikum

Polarisasie van piëzo-elektriese keramiek diëlektrikum

Kyke: 16 Skrywer: Werfredakteur Publiseertyd: 2018-09-15 Oorsprong: Werf

Doen navraag

Piëzo-elektriese keramiekkristalle is beide diëlektriese en anisotropiese diëlektrika, dus is die diëlektriese eienskappe van piëso-elektriese kristalle anders as dié van isotropiese diëlektrika. Die diëlektrikum word onder die werking van 'n elektriese veld gepolariseer, en die polarisasietoestand is 'n toestand waarin die elektriese veld 'n relatiewe verplasingskrag uitoefen op die laaipunt van die temporêre aantrekkingskrag van die diëlektrikum en 'n ladings. Die elektriese veld is die eksterne oorsaak van polarisasie. Die interne oorsaak van polarisasie lê in die binnekant van die medium. Met die mikroskopiese prosesse binne die medium, is daar drie hoofmeganismes van polarisasie.

(1) 'n Atoom of ioon wat 'n diëlektrikum uitmaak. Onder die werking van 'n elektriese veld val 'n positief gelaaide kern nie saam met die negatiewe middelpunt van sy dopelektron nie, en genereer daardeur 'n elektriese dipoolmoment. Hierdie polarisasie word elektronverplasingpolarisasie genoem.

(2) Die positiewe en negatiewe ione waaruit die diëlektrika bestaan, ondergaan relatiewe verplasing onder die werking van 'n elektriese veld, wat lei tot 'n elektriese dipoolmoment wat ioonverplasingpolarisasie genoem word.

(3) Die molekules waaruit die diëlektrikum bestaan, is polêre molekules met 'n sekere intrinsieke elektriese moment, maar as gevolg van termiese beweging is die oriëntasie versteurd, en die totale elektriese moment van die hele diëlektrikum is nul. Wanneer 'n eksterne elektriese veld inwerk, sal hierdie elektriese dipoolmomente langs die buitenste veld in lyn wees,ultraklank piëso-elektriese kristal produseer 'n makroskopiese elektriese dipoolmoment in die diëlektrikum, wat op oriëntasiepolarisasie genoem word.

Verplasing polarisasie van 'n oneindige molekule

Wanneer die elektrodelose diëlektrikum in 'n eksterne elektriese veld is onder die werking van die elektriese veldkrag, sal die positiewe en negatiewe ladingsentrums van die molekule relatiewe verplasings produseer om 'n elektriese dipool te vorm, en hul ekwivalente elektriese dipoolmomente P is in die rigting van die elektriese veld georiënteer. Vir 'n diëlektriese piëso-elektriese as 'n geheel, aangesien elke molekule in die diëlektrikum elektriese dipole vorm, is hulle in die diëlektrikum gerangskik. Die positiewe en negatiewe ladings van aangrensende elektriese dipole in die diëlektrikum is naby aan mekaar. As die diëlektrikum uniform is, bly dit regdeur elektries neutraal, maar op die oppervlak van die diëlektrikum wat loodreg is op die eksterne elektriese veldsterkte E0. Daar sal onderskeidelik positiewe en negatiewe ladings wees wat nie die diëlektrikum kan verlaat nie en nie vrylik in die diëlektrikum kan beweeg nie. Hierdie verskynsel van gepolariseerde ladings in die diëlektrikum onder die werking van 'n eksterne elektriese veld word polarisasie van die diëlektrikum genoem. Hoe sterker eksterne elektriese veld, hoe groter is die relatiewe verplasing tussen die positiewe en negatiewe ladingsentrums van elke molekule, hoe groter is die elektriese dipoolmoment van die molekule, hoe meer gepolariseerde ladings verskyn op beide oppervlaktes van die diëlektrikum, en hoe meer gepolariseerde hoog. Wanneer die eksterne elektriese veld van resonansfrekwensie piëso-elektriese omskakelaar verwyder word, is die middelpunte van die positiewe en negatiewe ladings weer saamval (P = 0), dus kan hierdie tipe molekule beskou word as 'n elastiese elektriese dipool waarvan die elastiese krag verbind word deur twee ekwivalente ekwivalente elektriese ladings. Die grootte van die elektriese dipoolmoment P is eweredig aan die veldsterkte. Aangesien die polarisasie van die oneindige molekule in die relatiewe verplasing van die middelpunt van die positiewe en negatiewe ladings lê, word dit dikwels 'n bietjie genoem.

Georiënteerde polarisasie van polêre molekules

Wat die polêre molekulêre diëlektrikum betref, is die middelpunt van die positiewe en negatiewe ladings in die molekule gelykstaande aan 'n elektriese dipool. Onder die werking van die eksterne elektriese veld sal dit aan 'n moment onderwerp word, sodat die elektriese dipoolmoment P van die molekule in die rigting van die elektriese veld gedraai word. As gevolg van die interferensie van molekulêre termiese beweging, is hierdie stuur klein, en dit is onmoontlik om die elektriese dipoolmomente van alle molekules in die rigting van die elektriese veld in lyn te bring. Hoe sterker eksterne elektriese veld van piëso-elektriese elektrode piëso-elektriese keramiek, hoe netjieser is die stuurorde van die elektriese dipoolmoment van die molekule. Op die makroskopiese vlak verskyn hoe meer gepolariseerde ladings op beide oppervlaktes loodreg op die diëlektriese en die eksterne elektriese veld, hoe hoër graad van polarisasie. Wanneer die eksterne elektriese veld verwyder word, word die rigting van die elektriese dipoolmoment van die molekule 'n onreëlmatige rangskikking as gevolg van die termiese beweging van die molekules, en die diëlektrikum is steeds neutraal. Polarisasie van polêre molekules lê in die rigting waarin die ekwivalente elektriese dipool na die eksterne elektriese veld draai, dus word dit oriëntasiepolarisasie genoem. Oor die algemeen, terwyl die molekules terselfdertyd gepolariseer is, is daar ook verplasingpolarisasie. Alhoewel die mikroskopiese prosesse van polarisasie van twee tipes diëlektrika, polêr verskil, maar die makroskopiese effekte is dieselfde. Gepolariseerde ladings van verskillende getalle piëso-elektriese plaatsensors verskyn op die twee teenoorgestelde oppervlaktes van die diëlektrikum, en die eksterne elektriese veld neem toe. hoe meer gepolariseerde ladings verskyn. Daarom, wanneer die polarisasie-verskynsel van die diëlektrikum hieronder makroskopies beskryf word, is dit nie nodig om in twee soorte diëlektrika vir bespreking te verdeel nie.