Zprávy

Nacházíte se zde: Domov / Zprávy / Základy piezoelektrické keramiky / Polarizace piezoelektrického keramického dielektrika

Polarizace piezoelektrického keramického dielektrika

Zobrazení: 16 Autor: Editor webu Čas publikování: 2018-09-15 Původ: místo

Zeptejte se

Piezoelektrické keramické krystaly jsou dielektrika i anizotropní dielektrika, takže dielektrické vlastnosti piezoelektrických krystalů jsou odlišné od vlastností izotropních dielektrik. Dielektrikum je polarizováno působením elektrického pole a stav polarizace je stav, ve kterém elektrické pole působí relativní přemístěnou silou na bod nabití dielektrika a dočasnou rovnováhu vzájemné přitažlivosti mezi náboji. Elektrické pole je vnější příčinou polarizace. Vnitřní příčina polarizace leží uvnitř média. S mikroskopickými procesy uvnitř média existují tři hlavní mechanismy polarizace.

(1) Atom nebo iont, který tvoří dielektrikum. Při působení elektrického pole se kladně nabité jádro neshoduje se záporným středem elektronu svého obalu, čímž vzniká elektrický dipólový moment. Tato polarizace se nazývá polarizace vysídlení elektronů.

(2) Kladné a záporné ionty, které tvoří dielektrika, podléhají relativnímu posunutí působením elektrického pole, což má za následek elektrický dipólový moment nazývaný polarizace posunutí iontů.

(3) Molekuly, které tvoří dielektrikum, jsou polární molekuly s určitým vlastním elektrickým momentem, ale vlivem tepelného pohybu je orientace neuspořádaná a celkový elektrický moment celého dielektrika je nulový. Když působí vnější elektrické pole, budou tyto elektrické dipólové momenty vyrovnány podél vnějšího pole,ultrazvukový piezoelektrický krystal vytváří v dielektriku makroskopický elektrický dipólový moment, který se nazývá orientační polarizace.

Polarizace posunutí nekonečné molekuly

Když je bezelektrodové dielektrikum ve vnějším elektrickém poli působením síly elektrického pole, centra kladného a záporného náboje molekuly vytvoří relativní posunutí za vzniku elektrického dipólu a jejich ekvivalentní elektrické dipólové momenty P jsou orientovány ve směru elektrického pole. Pro dielektrické piezoelektrikum jako celek, protože každá molekula v dielektriku tvoří elektrické dipóly, jsou uspořádány v dielektriku. Kladné a záporné náboje sousedních elektrických dipólů v dielektriku jsou blízko sebe. Je-li dielektrikum stejnoměrné, zůstává v celém rozsahu elektricky neutrální, ale na povrchu dielektrika, který je kolmý k vnější síle elektrického pole E0. Budou existovat kladné a záporné náboje, které nemohou opustit dielektrikum a nemohou se volně pohybovat v dielektriku. Tento jev polarizovaných nábojů v dielektriku při působení vnějšího elektrického pole se nazývá polarizace dielektrika. Čím silnější je vnější elektrické pole, tím větší je relativní posunutí mezi kladnými a zápornými nábojovými centry každé molekuly, tím větší je elektrický dipólový moment molekuly, tím více polarizovaných nábojů se objevuje na obou površích dielektrika a tím více je polarizováno. Když vnější elektrické pole piezoelektrický měnič rezonanční frekvence je odstraněn, středy kladných a záporných nábojů jsou opět shodné (P = 0), takže tento typ molekul lze považovat za elastický elektrický dipól, jehož elastická síla je spojena dvěma ekvivalentními ekvivalentními elektrickými náboji. Velikost elektrického dipólového momentu P je úměrná intenzitě pole. Protože polarizace nekonečné molekuly spočívá v relativním posunutí středu kladných a záporných nábojů, často se nazývá bit.

Orientovaná polarizace polárních molekul

Pokud jde o polární molekulární dielektrikum, střed kladných a záporných nábojů v molekule je ekvivalentní elektrickému dipólu. Působením vnějšího elektrického pole bude vystavena momentu, takže elektrický dipólový moment P molekuly se otočí do směru elektrického pole. Kvůli interferenci molekulárního tepelného pohybu je toto řízení malé a je nemožné vyrovnat elektrické dipólové momenty všech molekul podél směru elektrického pole. Čím silnější je vnější elektrické pole piezoelektrické keramiky s piezoelektrickou elektrodou, tím přehlednější je řád řízení elektrického dipólového momentu molekuly. Na makroskopické úrovni platí, že čím více polarizovaných nábojů se objeví na obou površích kolmých k dielektriku a vnějšímu elektrickému poli, tím vyšší je stupeň polarizace. Po odstranění vnějšího elektrického pole se směr elektrického dipólového momentu molekuly stane nepravidelným uspořádáním v důsledku tepelného pohybu molekul a dielektrikum je stále neutrální. Polarizace polárních molekul spočívá ve směru, ve kterém se ekvivalentní elektrický dipól obrací k vnějšímu elektrickému poli, proto se nazývá orientační polarizace. Obecně platí, že zatímco molekuly jsou polarizovány současně, existuje také polarizace posunutí. I když mikroskopické procesy polarizace dvou typů dielektrik, polárních se liší, ale makroskopické efekty jsou stejné. Na dvou protilehlých površích dielektrika se objevují polarizované náboje různého počtu piezoelektrických deskových senzorů a vnější elektrické pole se zvyšuje. tím více se objevují polarizované náboje. Proto, když je polarizační jev dielektrika popsán makroskopicky níže, není nutné pro diskusi rozdělovat na dva druhy dielektrik.