Пьезоэлектрический эффект - раздел Энергетика, Диэлектрические материалы Пьезоэлектриками Называют Диэлектрики, Которые Имеют Сильный Прямой И Обратны...
Пьезоэлектриками называют диэлектрики, которые имеют сильный прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты.
Прямым пьезоэлектрическим эффектом называют явление поляризации под влиянием механических напряжений. Электрический заряд, который возникает на поверхности диэлектрика, изменяется согласно линейному закону от воздействия механических усилий:
Q = d·F (2.39)
qs = Q/S = d·F/S = d· σs (2.40)
где Q - заряд; d - пьезомодуль; F - сила; S - площадь;
q - заряд на единицу поверхности;
σs - механическое напряжение в сечении диэлектрика.
Обратным пьезоэлектрическим эффектом называют изменение размеров диэлектрика ΔL/L под влиянием напряженности электрического поля по линейному закону.
ΔL/L = d·E (2.41)
где ΔL/L - относительная деформация образца.
Пьезомодули прямого и обратного пьезоэффектов равны. Деформация пьезоэлектрика зависит от направления электрического поля и изменяет знак при изменении направления последнего. Если приложить к пьезоэлектрику синусоидальное электрическое поле, то в нем возникнут синусоидальные деформации той же частоты.
Пьезоэффекты возникают только в веществах с гетерополярной химической связью, то есть пьезоэлектриками могут быть лишь ионные или сильное полярные диэлектрики. Кроме того, необходимым условием наличия пьезоэффекта является отсутствие центра симметрии кристалла. Пьезоэлектриками могут быть только вещества с большим значением удельного сопротивления. Иначе пьезоэлектрическая поляризация быстро компенсируется свободными носителями заряда.
Обратный пьезоэлектрический эффект не следует путать с явлением электрострикции, которое имеет место в любых диэлектриках при любых механизмах поляризации.
Электрострикцией называют изменение геометрических размеров диэлектрика вследствие смещения электрических зарядов его структуры, пропорциональное квадрату напряженности поля и которое не зависит от его направления:
ΔL/L = χ·E2(2.42)
где χ - модуль электрострикции
Если к образцу в этом случае приложить синусоидальное напряжение, то деформация образца будет проходить с двойной частотой
Явление электрострикции необратимо, т.е. при механической деформации никакого заряда на противоположных гранях образца не образуется.
Физические процессы в диэлектриках... Основные понятия...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Пьезоэлектрический эффект
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Поляризация сегнетоэлектриков
Сегнетоэлектриками называют вещества, имеющие спонтанную поляризацию, направление которой может быть изменено с по
Электретное состояние в диэлектриках
Электретом называют тело из диэлектрика, длительно сохраняющее поляризацию и создающее в окружающем его пространстве электрическое поле, т. е. электрет является формальным аналогом постоянного маг
Электропроводность твердых диэлектриков.
В большинстве случаев электропроводность диэлектриков ионная, реже — электронная. Сопротивление диэлектрика, заключенного между двумя электродами, при постоянном напряжении, т. е. сопротивление и
Диэлектрические потери
Под диэлектрическими потерями понимают электрическую мощность, затрачиваемую на нагрев диэлектрика, находящегося в электрическом поле. Диэлектрические потери обусловлены сквозным током
Виды диэлектрических потерь.
Диэлектрические потери могут быть вызваны следующими основными причинами: сквозной электропроводностью, релаксационной поляризацией, ударной ионизацией, а также явлениями резонанса.
Пот
Пробой диэлектриков
Любой диэлектрик может быть использован только при напряженностях поля, не превышающих некоторого предельного значения. Если напряженность поля превысит некоторое критическое значен
Пробой твердых диэлектриков
Физическая природа пробоя твердых диэлектриков весьма различна. Различают несколько видов пробоя: электрический пробой макроскопически однородных диэлектриков, электрический пробой неоднородных
Пробой газообразных диэлектриков
Особенности пробоя газов рассмотрим на примере воздуха, как важнейшего газообразного диэлектрика.
Механизм пробоя газа.Пробой газа является следствием разв
Пробой жидких диэлектриков
Жидкие диэлектрики имеют значительно большее значение электрической прочности, чем газы. Наличие в жидкости примесей (например, газы, влага, механические частицы) значительно снижает пробивное напр
Полимеризационные синтетические полимеры.
Полимерные углеводороды.К ним относят полистирол, полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и др.
Полистирол – твердый прозрачный материал. Он является неполя
Поликонденсационные синтетические полимеры
Из этой группы высокомолекулярных соединений в качестве электроизоляционных материалов наиболее широкое применение получили полиэфирные, кремнийорганические, эпоксидные, фенолоформа
Компаунды
Компаунды–это электроизоляционные материалы, состоящие из смеси различных смол, битумов, масел и др. В момент применения компаунды представляют собой жидкости, которые посте
Слоистые пластики и фольгированные материалы
Слоистые пластики являются одной из разновидностей пластмасс, где связующим веществом служит полимер, а наполнителем — листовые волокнистые материалы. Из слоистых пластиков
Пленочные электроизоляционные материалы
Эти материалы представляют собой тонкие пленки, изготовленные различными способами в зависимости от исходного полимера. Для повышения механической прочности пленки применяют тот ил
Волокнистые электроизоляционные материалы
Волокнистые материалы состоят из отдельных тонких, обычно гибких волокон, отличающихся большой величиной отношения длины к толщине. Их можно разделить на природные и синтетические.
К п
Ситаллы
Ситаллы — это стеклокристаллические материалы, получаемые с помощью специальной термообработки стекла, приводящей к его частичной кристаллизации. При изготовлении ситаллов в стекломассу кро
Оксидные электроизоляционные пленки
В качестве неорганического электроизоляционного материала в электролитических конденсаторах и элементах интегральных схем, а также для изоляции алюминиевых проводов и лент нашли широкое применение
Керамические электроизоляционные материалы
Керамика–твердый плотный материал, получаемый спеканием неорганических солей с минералами и оксидами металлов.
Керамические материалы представляют собой многофазную
Слюда и материалы на ее основе
Слюда представляет собой природный минерал с кристаллической структурой, который легко расщепляется по плоскостям спайности на пластинки толщиной до 5 мкм. Известно более 30 разно
АКТИВНЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ
Активными диэлектриками называют такие диэлектрики, свойствами которых можно управлять с помощью внешних факторов и использовать эти факторы для создания функциональ
Активные элементы оптических квантовых генераторов
Рубин — это так называемый драгоценный камень красного или розового цвета, очень твердый, тугоплавкий, химически инертный, с высокими оптическими свойствами (показателем преломлени
Электреты
В качестве электретных материалов могут быть использованы как органические, так и неорганические диэлектрики.
Электреты из органических материалов можно условно разбит
Жидкие кристаллы
Жидкими кристаллами называют такие вещества, которые находятся в мезоморфном (промежуточном) состоянии между изотропной жидкостью и твердым кристаллическим телом. Для них хар
Использование пассивных диэлектриков в конденсаторах
В основу классификации конденсаторов положено распределение их на группы согласно типу использованного диэлектрика и по его конструкционным особенностям. Классификация конденсаторов приведена на ри
Параметры конденсаторов
1. Номинальная емкость – это емкость, какую должен иметь конденсатор согласно документации. Значение номинальной емкости устанавливается в соответствии со специальными рядами: Е3, Е6, Е12, Е24, Е48
Система условных обозначений конденсаторов
Обозначение конденсаторов содержит три элемента.
Первый элемент (одна или две буквы) обозначает подкласс конденсатора:
К - постоянная емкость; КТ - подстроечный;
КП - пер
Маркировка конденсаторов
Маркировка конденсаторов может быть буквенно-цифровой, которая включает в себя условное обозначение конденсатора (его тип), номинальное напряжение, емкость, отклонение от номинальной емкости, групп
Новости и инфо для студентов