| 
ΗΛΕΚΤΡΟΣΥΣΤΟΛΗ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Η ηλεκτροσυστολή αποτελεί ιδιότητα όλων των διηλεκτρικών υλικών,και προκαλείται από την παρουσία του τυχαίου ευθυγραμμισμένου ηλεκτρικού πεδίου μέσα στο υλικό.Όταν ένα ηλεκτρικό πεδίο εφαρμόζεται στο διηλεκτρικό,οι αντίθετες πλευρές των τομέων γίνονται διαφορετικά φορτισμένες και έλκονται μεταξύ τους, μειώνοντας το πάχος του υλικού προς την κατεύθυνση του εφαρμοζόμενου πεδίου και αύξηση του πάχους των ορθογώνιων κατευθύνσεων λόγος του φαινομένου Poisson.
Ως εκ τούτου,οι συσκευές κατασκευάζονται από υλικά που συνήθως λειτουργούν γύρω από μια προκατειλημμένη τάση,ώστε να συμπεριφέρονται σχεδόν γραμμικά.Αυτό πιθανότατα θα προκαλέσει παραμορφώσεις για να οδηγήσει σε αλλαγή του ηλεκτρικού φορτίου.
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΣΥΣΤΟΛΗΣ
Το φαινόμενο της ηλεκτροσυστολής έχει πολλές εφαρμογές στην ακουστική:
α) Προβολείς Sonar για υποβρύχια και σκάφη επιφανείας,
β) Ηλεκτροακουστική,
γ) Ηλεκτροακουστικοί μορφοτροπείς,
δ) Ενεργοποιητές για μικρές μετατοπίσεις,
ε) Βιοϊατρική.
 |
| ΗΛΕΚΤΡΟΣΥΣΤΟΛΗ |
Η ηλεκτροσυστολή είναι μια ιδιότητα όλων των κρυσταλλικών υλικών (διηλεκτρικών) και της αλλαγής των διαστάσεων και του σχήματος τους,ως αποτέλεσμα του επαναπροσανατολισμού των πολικών του μορίων,όταν αυτό τοποθετηθεί μέσα σε κάποιο ηλεκτρικό πεδίο.
.png) |
| Η ηλεκτροσυστολή είναι μια ιδιότητα όλων των κρυσταλλικών υλικών (διηλεκτρικών) και της αλλαγής των διαστάσεων και του σχήματος τους |
Αποτελεί φαινόμενο δεύτερης τάξης.Η αντιστροφή του ηλεκτρικού πεδίου δεν αντιστρέφει την κατεύθυνση της παραμόρφωσης.
ΕΞΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΣΥΣΤΟΛΗΣ
ΕΞΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΣΥΣΤΟΛΗΣ
Η ηλεκτροσυστολή αποτελεί ιδιότητα όλων των διηλεκτρικών υλικών,και προκαλείται από την παρουσία του τυχαίου ευθυγραμμισμένου ηλεκτρικού πεδίου μέσα στο υλικό.Όταν ένα ηλεκτρικό πεδίο εφαρμόζεται στο διηλεκτρικό,οι αντίθετες πλευρές των τομέων γίνονται διαφορετικά φορτισμένες και έλκονται μεταξύ τους, μειώνοντας το πάχος του υλικού προς την κατεύθυνση του εφαρμοζόμενου πεδίου και αύξηση του πάχους των ορθογώνιων κατευθύνσεων λόγος του φαινομένου Poisson.
.png) |
| Ο συντελεστής της ηλεκτροσυστολής είναι τέταρτος τανυστής βαθμού (Qijkl), που αφορούν δεύτερη σειρά στέλεχοy (xij) και τη πρώτη τάξη τανυστές πόλωσης (Pk,Pl) |
Ο λόγος της παραμόρφωσης της αρχικής διάστασης είναι ανάλογη με το τετράγωνο της πόλωσης.Η αντιστροφή του ηλεκτρικού πεδίου δεν αντιστρέφει την κατεύθυνση της παραμόρφωσης.Πιο συγκεκριμένα ο συντελεστής της ηλεκτροσυστολής είναι τέταρτος τανυστής βαθμού (Qijkl),που αφορούν δεύτερη σειρά στέλεχους (xij) και τη πρώτη τάξη τανυστές πόλωσης (Pk,Pl).
xij=Qijkl×Pk×Pl
xij=Qijkl×Pk×Pl
ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΣΥΣΤΟΛΗΣ ΚΑΙ ΠΙΕΖΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ
Η ηλεκτροσυστολή δεν θα πρέπει να συγχέεται με το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο,που είναι διαφορετικό.Και τα δύο φαινόμενα είναι δυνατό να συνυπάρχουν στο ίδιο κρυσταλλικό υλικό,με κάποιο από τα δύο να είναι επικρατέστερο του άλλου.
Η ηλεκτροσυστολή δεν θα πρέπει να συγχέεται με το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο,που είναι διαφορετικό.Και τα δύο φαινόμενα είναι δυνατό να συνυπάρχουν στο ίδιο κρυσταλλικό υλικό,με κάποιο από τα δύο να είναι επικρατέστερο του άλλου.
.png) |
| Η ηλεκτροσυστολή ισχύει για όλες τις συμμετρίες του κρυστάλλου,ενώ το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο ισχύει μόνο για τις 20 ομάδες του πιεζοηλεκτρικού σημείου |
Το σχετικό πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο εμφανίζεται μόνο σε μια συγκεκριμένη κατηγορία διηλεκτρικών.Η ηλεκτροσυστολή ισχύει για όλες τις συμμετρίες του κρυστάλλου,ενώ το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο ισχύει μόνο για τις 20 ομάδες του πιεζοηλεκτρικού σημείου.
Η ηλεκτροσυστολή είναι ένα τετραγωνικό αποτέλεσμα,σε αντίθεση με πιεζοηλεκτρισμό,το οποίο είναι μια γραμμική επίδραση.Επιπλέον,σε αντίθεση με πιεζοηλεκτρισμό,η ηλεκτροσυστολή δεν μπορεί να αντιστραφεί.Η παραμόρφωση δεν θα προκαλέσει ένα ηλεκτρικό πεδίο.
ΥΛΙΚΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΣΥΣΤΟΛΗΣ
Αν και όλα τα διηλεκτρικά εμφανίζουν κάποια ηλεκτροσυστολή,ορισμένα κεραμικά μηχανικής,που είναι γνωστά ως relaxor ferroelectrics,έχουν εξαιρετικά υψηλές ηλεκτροπεριοριστικές σταθερές.
Παραδείγματα υλικών με έντονο φαινόμενο ηλεκτροσυστολής είναι:
Η ηλεκτροσυστολή είναι ένα τετραγωνικό αποτέλεσμα,σε αντίθεση με πιεζοηλεκτρισμό,το οποίο είναι μια γραμμική επίδραση.Επιπλέον,σε αντίθεση με πιεζοηλεκτρισμό,η ηλεκτροσυστολή δεν μπορεί να αντιστραφεί.Η παραμόρφωση δεν θα προκαλέσει ένα ηλεκτρικό πεδίο.
ΥΛΙΚΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΣΥΣΤΟΛΗΣ
Αν και όλα τα διηλεκτρικά εμφανίζουν κάποια ηλεκτροσυστολή,ορισμένα κεραμικά μηχανικής,που είναι γνωστά ως relaxor ferroelectrics,έχουν εξαιρετικά υψηλές ηλεκτροπεριοριστικές σταθερές.
Παραδείγματα υλικών με έντονο φαινόμενο ηλεκτροσυστολής είναι:
α) τα μονοκρυσταλλικά κεραμικά υψηλής διηλεκτρικής σταθερής PMN (lead magnesium niobate),
β) PZN (lead zinc niobate),
γ) PMT (lead magnesium titanate),
.png) |
| PMN (lead magnesium niobate) |
.png) |
| PZN (lead zinc niobate) |
.png) |
| PMT (lead magnesium titanate) |
ΜΕΓΕΘΟΣ ΙΣΧΥΟΣ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΣΥΣΤΟΛΗΣ
Η ηλεκτροσυστολή μπορεί να παράγει ένα στέλεχος του 0,1%,με ισχύ πεδίου των 2 εκατομμυρίων βολτ ανά μέτρο (2 MV/m) για το υλικό που ονομάζεται PL-15.Το αποτέλεσμα φαίνεται να είναι τετραγωνικό με χαμηλές εντάσεις πεδίου (έως 0,3 MV/m) και περίπου γραμμικό,μέχρι κατ 'ανώτατο όριο έντασης του πεδίου των 4 MV/m.
Η ηλεκτροσυστολή μπορεί να παράγει ένα στέλεχος του 0,1%,με ισχύ πεδίου των 2 εκατομμυρίων βολτ ανά μέτρο (2 MV/m) για το υλικό που ονομάζεται PL-15.Το αποτέλεσμα φαίνεται να είναι τετραγωνικό με χαμηλές εντάσεις πεδίου (έως 0,3 MV/m) και περίπου γραμμικό,μέχρι κατ 'ανώτατο όριο έντασης του πεδίου των 4 MV/m.
.png) |
| Η ηλεκτροσυστολή μπορεί να παράγει ένα στέλεχος του 0,1%,με ισχύ πεδίου των 2 εκατομμυρίων βολτ ανά μέτρο (2 MV/m) |
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΣΥΣΤΟΛΗΣ
Το φαινόμενο της ηλεκτροσυστολής έχει πολλές εφαρμογές στην ακουστική:
α) Προβολείς Sonar για υποβρύχια και σκάφη επιφανείας,
β) Ηλεκτροακουστική,
γ) Ηλεκτροακουστικοί μορφοτροπείς,
δ) Ενεργοποιητές για μικρές μετατοπίσεις,
ε) Βιοϊατρική.
