Палярызацыя п'езаэлектрычнага керамічнага дыэлектрыка

Прагляды: 16 Аўтар: Рэдактар сайта Час публікацыі: 2018-09-15 Паходжанне: Сайт

Запытайцеся

Крышталі п'езаэлектрычнай керамікі з'яўляюцца як дыэлектрычнымі, так і анізатропнымі дыэлектрыкамі, таму дыэлектрычныя ўласцівасці п'езаэлектрычных крышталяў адрозніваюцца ад уласцівасцей ізатропных дыэлектрыкаў. Дыэлектрык палярызуецца пад дзеяннем электрычнага поля, а стан палярызацыі - гэта стан, у якім электрычнае поле аказвае сілу адноснага перамяшчэння на кропку зарада дыэлектрыка і часовы баланс узаемнага прыцягнення паміж зарадамі. Электрычнае поле з'яўляецца знешняй прычынай палярызацыі. Унутраная прычына палярызацыі ляжыць унутры асяроддзя. З мікраскапічнымі працэсамі ўнутры асяроддзя існуе тры асноўных механізму палярызацыі.

(1) Атам або іон, які складае дыэлектрык. Пад дзеяннем электрычнага поля станоўча зараджанае ядро не супадае з адмоўным цэнтрам электрона сваёй абалонкі, ствараючы тым самым электрычны дыпольны момант. Гэтая палярызацыя называецца палярызацыяй зрушэння электронаў.

(2) Станоўчыя і адмоўныя іёны, якія складаюць дыэлектрыкі, падвяргаюцца адноснаму зрушэнню пад дзеяннем электрычнага поля, у выніку чаго ўзнікае электрычны дыпольны момант, які называецца палярызацыяй іённага зрушэння.

(3) Малекулы, якія складаюць дыэлектрык, з'яўляюцца палярнымі малекуламі з пэўным уласным электрычным момантам, але з-за цеплавога руху арыентацыя неўпарадкавана, і агульны электрычны момант усяго дыэлектрыка роўны нулю. Калі дзейнічае знешняе электрычнае поле, гэтыя электрычныя дыпольныя моманты будуць выраўноўвацца ўздоўж вонкавага поля,Ультрагукавы п'езаэлектрычны крышталь стварае макраскапічны электрычны дыпольны момант у дыэлектрыку, які называецца арыентацыйнай палярызацыяй.

Палярызацыя зрушэння бясконцай малекулы

Калі безэлектродны дыэлектрык знаходзіцца ў вонкавым электрычным полі пад дзеяннем сілы электрычнага поля, цэнтры дадатнага і адмоўнага зарадаў малекулы будуць вырабляць адносныя зрушэнні з адукацыяй электрычнага дыполя, а іх эквівалентныя электрычныя дыпольныя моманты Р арыентаваны ўздоўж напрамку электрычнага поля. Для дыэлектрычнага п'езаэлектрыка ў цэлым, паколькі кожная малекула ў дыэлектрыку ўтварае электрычныя дыполі, яны размешчаны ў дыэлектрыку. Станоўчыя і адмоўныя зарады суседніх электрычных дыполяў у дыэлектрыку блізкія адзін да аднаго. Калі дыэлектрык аднастайны, ён застаецца электрычна нейтральным на ўсім працягу, але на паверхні дыэлектрыка, якая перпендыкулярна напружанасці знешняга электрычнага поля E0. Будуць адпаведна дадатныя і адмоўныя зарады, якія не могуць пакінуць дыэлектрык і не могуць свабодна перамяшчацца ў дыэлектрыку. Гэтая з'ява палярызаваных зарадаў у дыэлектрыку пад дзеяннем знешняга электрычнага поля называецца палярызацыяй дыэлектрыка. Чым мацней знешняе электрычнае поле, тым большае адноснае зрушэнне паміж цэнтрамі станоўчага і адмоўнага зарадаў кожнай малекулы, чым большы электрычны дыпольны момант малекулы, тым больш палярызаваныя зарады з'яўляюцца на абедзвюх паверхнях дыэлектрыка і тым больш палярызаваныя высокія. Калі знешняе электрычнае поле а п'езаэлектрычны пераўтваральнік рэзананснай частаты выдалены, цэнтры станоўчых і адмоўных зарадаў зноў супадаюць (P = 0), таму гэты тып малекул можна разглядаць як пругкі электрычны дыполь, сіла пругкасці якога звязана двума эквівалентнымі эквівалентнымі электрычнымі зарадамі. Велічыня электрычнага дыпольнага моманту Р прапарцыйная напружанасці поля. Паколькі палярызацыя бясконцай малекулы заключаецца ў адносным зрушэнні цэнтра дадатнага і адмоўнага зарадаў, яе часта называюць бітам.

Арыентаваная палярызацыя палярных малекул

Што тычыцца палярнага малекулярнага дыэлектрыка, то цэнтр станоўчых і адмоўных зарадаў у малекуле эквівалентны электрычнаму дыполю. Пад дзеяннем знешняга электрычнага поля ён будзе падвяргацца моманту, так што электрычны дыпольны момант Р малекулы будзе павернуты да напрамку электрычнага поля. З-за ўмяшання малекулярнага цеплавога руху гэтае кіраванне невялікае, і немагчыма выраўнаваць электрычныя дыпольныя моманты ўсіх малекул уздоўж напрамку электрычнага поля. Чым мацней знешняе электрычнае поле п'езаэлектрычнага п'езаэлектрычнага электрода з керамікі, тым больш акуратны парадак кіравання электрычным дыпольным момантам малекулы. На макраскапічным узроўні чым больш палярызаваныя зарады з'яўляюцца на абедзвюх паверхнях, перпендыкулярных дыэлектрыку і знешняга электрычнага поля, тым вышэй ступень палярызацыі. Калі знешняе электрычнае поле здымаецца, кірунак электрычнага дыпольнага моманту малекулы становіцца нерэгулярным з-за цеплавога руху малекул, і дыэлектрык застаецца нейтральным. Палярызацыя палярных малекул ляжыць у напрамку, у якім эквівалентны электрычны дыполь паварочваецца да вонкавага электрычнага поля, таму яна называецца арыентацыйнай палярызацыяй. Увогуле, у той час як малекулы палярызаваны адначасова, існуе таксама палярызацыя зрушэння. Хоць мікраскапічныя працэсы палярызацыі двух тыпаў дыэлектрыкаў, палярныя розныя, але макраскапічныя эфекты аднолькавыя. На дзвюх процілеглых паверхнях дыэлектрыка з'яўляюцца палярызаваныя зарады розных лікаў п'езаэлектрычных пласцінак, і вонкавае электрычнае поле ўзмацняецца. тым больш з'яўляюцца палярызаваныя зарады. Такім чынам, калі ніжэй макраскапічна апісваецца з'ява палярызацыі дыэлектрыка, няма неабходнасці дзяліць дыэлектрыкі на два тыпы для абмеркавання.