Différence entre piezoélectrique pyroélectrique et ferroélectrique

Le Différence clé entre piezoélectrique pyroélectrique et ferroélectrique est que l'effet piézoélectrique est la génération d'une charge de surface en réponse à l'application d'une contrainte externe à un matériau mais, l'effet pyroélectrique est le changement de la polarisation spontanée d'un matériau en réponse à un changement de température. Tandis que l'effet ferroélectrique est un changement de la charge de surface en réponse au changement de la polarisation spontanée.

Piezoélectrique, pyroélectrique et ferroélectrique sont trois termes que nous utilisons pour décrire les propriétés électriques des matériaux solides. Ces trois effets sont différents les uns des autres en fonction des réponses qu'ils affichent en fonction des modifications apportées dans leurs autres propriétés.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que le piézoélectrique 
3. Qu'est-ce que Pyroélectrique 
4. Qu'est-ce que Ferroélectrique 
5. Piézoélectrique vs pyroélectrique vs ferroélectrique sous forme tabulaire
6. Résumé

Qu'est-ce que le piézoélectrique?

Le piézoélectrique fait référence à la propriété de certains matériaux solides où ces matériaux peuvent accumuler la charge électrique lors de l'application d'une contrainte mécanique. En d'autres termes, il fait référence à l'électricité résultant de la pression et de la chaleur latente. Ce terme provient du grec, où piezin signifie serrer ou appuyer et Elektron signifie Amber (une première source de charge électrique). Cette propriété est nommée piézoélectricité, et les matériaux montrant cette propriété comprennent des cristaux, certaines céramiques et des matières biologiques telles que les os, l'ADN et diverses protéines.

En règle générale, l'effet piézoélectrique peut entraîner l'interaction électromécanique linéaire entre les états mécaniques et électriques dans les matériaux cristallins n'ayant aucune symétrie d'inversion. De plus, cet effet est réversible car les matériaux qui peuvent montrer l'effet piézoélectrique peuvent également présenter l'inverse de l'effet (c'est la génération d'une déformation mécanique qui provient d'un champ électrique appliqué).

Figure 01: Génération d'une tension par un disque piézoélectrique lors de la déformation

La nature de l'effet piézoélectrique est étroitement similaire à celui du moment dipolaire électrique dans les solides. Nous pouvons facilement calculer la densité ou la polarisation dipolaire en résumant les moments dipolaires par volume de la cellule unitaire cristallographique. Habituellement, les dipôles voisins ont tendance à s'aligner dans les régions nommées des domaines Weiss. Ce processus d'alignement est nommé Poling où un champ électrique fort est appliqué à travers les matériaux à des températures élevées. Cependant, tous les matériaux piézoélectriques ne peuvent pas être potentiels.

Qu'est-ce que Pyroélectrique?

Pyroélectrique signifie que la propriété de certains cristaux a un grand champ électrique en raison de la polarisation électrique naturelle. En d'autres termes, c'est la capacité de certains solides à générer une tension temporaire lors du chauffage ou du refroidissement. Ce terme provient du sens grec; pyr signifie «feu» et «électricité.«Les changements dans les conditions de température peuvent modifier légèrement les positions des atomes dans la structure cristalline, et il modifie la polarisation du matériau. Ce changement de polarisation peut donner lieu à une tension à travers le cristal. Cependant, le champ piézoélectrique qui construit autrefois disparaît lentement en raison du courant de fuite. Cette fuite se produit en raison du mouvement des électrons à travers le cristal, du mouvement des ions dans l'air et du courant qui fuit à travers un voltmètre qui est attaché à travers le cristal.

Figure 02: un capteur pyroélectrique

L'effet pyroélectrique se produit en raison des états d'énergie électrique et thermique qui ne produisent pas de valeur d'énergie cinétique. En revanche, l'effet piézoélectrique se produit en raison de l'énergie cinétique et de l'énergie électrique qui ne produit pas de chaleur. Les matériaux pyroélectriques sont durs et les cristaux. Mais il peut également y avoir des matériaux souples qui sont fabriqués grâce à l'utilisation des électorses.

Qu'est-ce que Ferroélectrique?

Ferroélectrique fait référence à la propriété de certains matériaux ayant une polarisation électrique spontanée qui est réversible grâce à l'application de champs électriques externes. Habituellement, tous les matériaux ferroélectriques sont pyroélectriques, mais il a une propriété supplémentaire de polarisation électrique naturelle réversible. Le terme ferroélectrique provient du ferromagnétisme, qui a été découvert avant la découverte de la ferroélectricité.

Ce type de matériel est utile pour faire des condensateurs en raison de leur nature non linéaire. En règle générale, ces condensateurs contiennent une paire d'électrodes qui prennent en sandwich une couche de matériau ferroélectrique. De plus, la polarisation spontanée des matériaux ferroélectriques implique un effet d'hystérésis où nous pouvons l'utiliser en fonction de la mémoire. De plus, les condensateurs ferroélectriques sont utiles pour fabriquer des RAM ferroélectriques.

Quelle est la différence entre piezoélectrique pyroélectrique et ferroélectrique?

Les termes effet piézoélectrique, pyroélectrique et ferroélectrique se réfèrent aux propriétés électriques des matériaux solides. La principale différence entre piezoélectrique pyroélectrique et ferroélectrique est que l'effet piézoélectrique est la génération d'une charge de surface en réponse à l'application d'une contrainte externe à un matériau. Pendant ce temps, l'effet pyroélectrique est le changement dans la polarisation spontanée d'un matériau en réponse à un changement de température. Tandis que l'effet ferroélectrique est le changement de la polarisation spontanée qui entraîne un changement de charge de surface.

L'infographie suivante présente les différences entre le piezoélectrique pyroélectrique et ferroélectrique sous forme tabulaire pour comparaison côte à côte.

Résumé - Piezoélectrique vs pyroélectrique vs ferroélectrique

L'effet piézoélectrique est la génération d'une charge de surface en réponse à l'application d'une contrainte externe au matériau, tandis que l'effet pyroélectrique est le changement de la polarisation spontanée d'un matériau en réponse à un changement de température. L'effet ferroélectrique est un changement de la charge de surface en réponse au changement de polarisation spontanée. Ainsi, c'est la principale différence entre piezoélectrique pyroélectrique et ferroélectrique.

Référence:

1. «Comment fonctionne piézoélectricité." Blog Eagle.

Image gracieuseté:

1. «Schemapiezo» par Tizeff - Modèle: PROPRE (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. «Pyrosensor» de Nicolas Kruse - auto-photographié (domaine public) via Commons Wikimedia