Pyroelectric Material क्या है: गणितीय विश्लेषण और इसके अनुप्रयोग

सेवा मेरे ढांकता हुआ सामग्री एक विद्युत इन्सुलेटर है, जो इसके माध्यम से वर्तमान के प्रवाह को रोकने की क्षमता है। उन्हें सेंट्रो सममित सामग्री और पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री में वर्गीकृत किया गया है, आगे पीजोइलेक्ट्रिक गैर-पायरोइलेक्ट्रिक्स और पायरोइलेक्ट्रिक्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, पायरो इलेक्ट्रिक्स को गैर-फेरोइलेक्ट्रिक्स और फेरोइलेक्ट्रिक्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। यह लेख पाइरोइलेक्ट्रिक सामग्री को निर्दिष्ट करता है। इसकी शुरुआत 20 वीं शताब्दी में एक यूनानी वैज्ञानिक ने की थी। पाइरोइलेक्ट्रिसिटी नाम ग्रीक से लिया गया है जहां पाइरो का मतलब आग और बिजली है। यह कुछ विशिष्ट क्रिस्टल की एक सामान्य संपत्ति है जो बड़े विद्युत क्षेत्र को प्राप्त करने के लिए ध्रुवीकृत होती हैं। ये पाइरोइलेक्ट्रिक सामग्री प्रकृति और क्रिस्टलीय में कठोर हैं।

Pyroelectric Material क्या है?

Pyroelectricity या पायरोइलेक्ट्रिक सामग्री तापमान में बदलाव के साथ ध्रुवीय ढांकता हुआ की एक विद्युत प्रतिक्रिया है। यदि बदले में तापमान में परिवर्तन होता है तो यह वहां से परमाणुओं की गति को न्यूट्रल स्थिति में ले जाता है इसलिए सामग्री का ध्रुवीकरण होता है, हम सामग्री में वोल्टेज का निरीक्षण करते हैं। यह प्रभाव अस्थायी है मान लीजिए कि तापमान अपने नए मूल्य पर स्थिर रहता है। पायरोइलेक्ट्रिक वोल्टेज लीकेज करंट के कारण शून्य हो जाता है। तो, इसी तापमान सीमा के भीतर, हीटिंग या कूलिंग के प्रभाव से विकसित होने वाले चार्ज समान और विपरीत होते हैं।

पायरोइलेक्ट्रिक सामग्री सहज ध्रुवीकरण का प्रदर्शन करती है जो विद्युत क्षेत्र की अनुपस्थिति में ध्रुवीकरण है, इसे फेरोइलेक्ट्रिक सामग्रियों में ऐसा करने वाले विद्युत क्षेत्र को लागू करने पर बदला या बदला नहीं जा सकता है। इसलिए सभी पाइरो इलेक्ट्रो सामग्री भी पीजोइलेक्ट्रिक हैं। पाईज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री में एक निश्चित प्रकार का पीज़ोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल होता है जो पायरोइलेक्ट्रिकिटी की अनुमति नहीं देता है। इसलिए पाइरोइलेक्ट्रिक प्रभाव 1070-डिग्री एफ से नीचे होता है क्यूरी तापमान , इसलिए जब सामग्री को क्यूरी तापमान 1070 डिग्री एफ से ऊपर गरम किया जाता है, तो परमाणु वापस अपने संतुलन की स्थिति में आ जाते हैं। तो, इलेक्ट्रोक्लोरिक प्रभाव को पाइरोइलेक्ट्रिक प्रभाव के भौतिक व्युत्क्रम के रूप में माना जाता है।

Pyroelectric सामग्री की सूची

पाइरोइलेक्ट्रिक सामग्रियों में से कुछ नीचे सूचीबद्ध हैं

• टूमलाइन
• गैलियम नाइट्राइड
• सीज़ियम नाइट्रेट (CsNO3)
• पॉलीविनाइल फ्लोराइड्स
• फिनाइल पिरिडीन का व्युत्पन्न
• कोबाल्ट phthalocyanine
• लिथियम टैंटलाइट (LiTaO3)।

पायरो बिजली और थर्मो बिजली के बीच तुलना

इलेक्ट्रोकोलोरिक प्रभाव वह घटना है जिसमें सामग्री लागू विद्युत क्षेत्र पर प्रतिवर्ती तापमान परिवर्तन दिखाती है। इसलिए पाइरोइलेक्ट्रिसिटी थर्मोइलेक्ट्रिसिटी से अलग है। Pyro क्रिस्टल एक डिग्री से दूसरे में तापमान बदलता है जिसके परिणामस्वरूप क्रिस्टल में एक अस्थायी वोल्टेज होता है।

जबकि मामले में थर्मोइलेक्ट्रिसिटी डिवाइस के दो सिरों को दो अलग-अलग तापमानों के अधीन किया जाता है जिससे डिवाइस में एक स्थायी वोल्टेज उत्पन्न होता है जिसके परिणामस्वरूप तापमान अंतर होता है।

Piezoelectric, Pyroelectric और Ferroelectric सामग्री के बीच अंतर

Piezoelectric, Pyroelectric और Ferroelectric सामग्री के बीच अंतर निम्नलिखित हैं

Pyroelectric Material का गणितीय विश्लेषण

पायरोइलेक्ट्रिक सामग्री का एक पतला टुकड़ा एक इलेक्ट्रोड है और एक एम्पलीफायर से जुड़ा होता है जो उच्च प्रतिबाधा का होता है, फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर (FET) जैसा कि नीचे दिखाया गया है। इसे पायरोइलेक्ट्रिक करंट दें जो कि विद्युत प्रवेशांक भर में वोल्टेज V उत्पन्न करता है। एक वोल्टेज एम्पलीफायर एकता लाभ सर्किट के बाद एक कम इनपुट प्रतिबाधा के लिए वर्तमान के उच्च प्रतिबाधा स्रोत जोड़े। यदि p 'पाइरोइलेक्ट्रिक गुणांक p का एक घटक है, जो क्षेत्र A की इलेक्ट्रोड सतह के लिए ऑर्थोगोनल है। उत्पन्न धारा मोटाई से स्वतंत्र है, क्योंकि वर्तमान अनबाउंड सतह चार्ज के साथ जुड़ा हुआ है।

गणितीय-विश्लेषण-पायरो-विद्युत-सामग्री

कहा पे,

चार्ज Q = p 'A… T …… .. 1

पायरोइलेक्ट्रिक करंट ip = Ap'dT / dt …… .. 2

पायरोइलेक्ट्रिक वोल्टेज V = i / УE ……… 3

जहां विद्युत प्रवेश УE = GA + GE + jw CA + CE …… .4

शंट और नमूना चालन जीए, जीई

शंट और नमूना समाई सीए, सीई

ढांकता हुआ के बराबर समाई है 100 = € =a / To ...... 5

संग्रहित ऊर्जा E = € P2 € σAhΔT2 …… .6

d = सामग्री की मोटाई € perm = तनाव पर क्रमिकता स्थिर, A = सुरक्षा का क्षेत्र, p '= pyroelectric गुणांक p का घटक।

यदि एक विद्युत क्षेत्र ई को एक सामग्री पर लागू किया जाता है, तो कुल ढांकता हुआ विस्थापन होता है जो प्लेट के प्रति इकाई क्षेत्र पर एक चार्ज होता है, एक पायरोइलेक्ट्रिक सामग्री के दोनों किनारों पर होता है,

d = E s + € E ………। 7

जहां € वैक्यूम की अनुमति है और Es विद्युत द्विध्रुवीय क्षण के आयतन घनत्व का सहज ध्रुवीकरण है ।

तापमान के साथ Pyroelectric गुणांक का प्रभाव

उपरोक्त विश्लेषण से, पाइरोइलेक्ट्रिक गुणांक का तापमान पर प्रभाव पड़ता है

• तापमान में वृद्धि के साथ Pyroelectric गुणांक बढ़ता है
• यह चरण संक्रमण के आदेश पर निर्भर करता है और दूसरे क्रम के संक्रमण के लिए बड़ा होता है
• Tc एक क्यूरी तापमान है जहाँ पाइरोइलेक्ट्रिक पदार्थ बढ़ता है।

लाभ Pyroelectric सामग्री

पाइरोइलेक्ट्रिक सामग्री के फायदे हैं

• प्रदूषण मुक्त
• रखरखाव लागत कम है
• बहुत उच्च आवृत्ति प्रतिक्रिया

Pyroelectric Material को नुकसान पहुँचाता है

पाइरोइलेक्ट्रिक सामग्रियों का नुकसान है

• उच्च आवश्यकता है मुक़ाबला केबल
• स्थैतिक गतियों को आसानी से नहीं मापा जा सकता है।

अनुप्रयोग

Pyroelectric सामग्री के अनुप्रयोग हैं

• पीर - आधारित गति डिटेक्टर
• रेडियोमेट्री
• सौर ऊर्जा पाइरोइलेक्ट्रिक कनवर्टर
• वन्यजीवों का पता लगाना और उनका संरक्षण करना
• पीर रिमोट आधारित थर्मामीटर
• फायर डिटेक्टर
• लेजर निदान।

पूछे जाने वाले प्रश्न

1)। पायरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल क्या हैं?

पायरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल ऐसी सामग्री है जो क्रिस्टल का तापमान बढ़ने पर बिजली का उत्पादन करती है।

२)। सभी फेरोइलेक्ट्रिक्स पीजो इलेक्ट्रिक्स हैं?

हां, सभी फेरोइलेक्ट्रिक्स पीजो इलेक्ट्रिक्स लेकिन सभी पीजोइलेक्ट्रिक्स फेरोइलेक्ट्रिक्स नहीं हैं।

३)। क्या क्वार्ट्ज एक पायरोइलेक्ट्रिक है?

हां, क्वार्ट्ज एक पायरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल है।

4)। पाइरो सेंसर क्या है?

पाइरो सेंसर को पाइरो डिटेक्टर या थर्मल डिटेक्टर के रूप में भी नामित किया गया है। जहां अगर तापमान में एक छोटा सा परिवर्तन होता है तो क्रिस्टल की सतह पर विकसित होता है जो कि विद्युत प्रवाह की आवश्यकता होती है।

५)। क्या क्रिस्टल डेटा स्टोर कर सकते हैं?

हां, क्रिस्टल डेटा स्टोर कर सकते हैं।

6)। क्या थर्मल पृष्ठभूमि पाइरोइलेक्ट्रिक प्रभाव को प्रभावित करती है?

नहीं, थर्मल पृष्ठभूमि पाइरोइलेक्ट्रिक प्रभाव को प्रभावित नहीं करती है।

इस प्रकार पायरोइलेक्ट्रिसिटी कुछ क्रिस्टल की एक संपत्ति है जो ध्रुवीकरण प्रदर्शित करती है, जहां तापमान में परिवर्तन के साथ एक विद्युत प्रतिक्रिया उत्पन्न होती है। पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव 1070-डिग्री एफ के नीचे होता है जो कि क्यूरी तापमान है। उन्हें इसके संचालन के लिए उच्च प्रतिबाधा केबल की आवश्यकता होती है जो एक अच्छी आवृत्ति प्रतिक्रिया प्रदान करता है। यहां आपके लिए एक प्रश्न है कि पाइरोइलेक्ट्रिक सामग्री का कार्य क्या है?