Dallimi kryesor midis piroelektrik piezoelektrik dhe ferroelektrik është se efekti piezoelektrik është gjenerimi i një ngarkese sipërfaqësore në përgjigje të aplikimit të stresit të jashtëm në një material, por, efekti piroelektrik është ndryshimi në polarizimin spontan të një materiali në përgjigje të një ndryshimi të temperaturës. Ndërsa, efekti ferroelektrik është një ndryshim në ngarkesën sipërfaqësore në përgjigje të ndryshimit në polarizimin spontan.
Piezoelektrik, piroelektrik dhe ferroelektrik janë tre terma që përdorim për të përshkruar vetitë elektrike të materialeve të ngurta. Këto tre efekte janë të ndryshme nga njëri-tjetri sipas përgjigjeve që shfaqin bazuar në ndryshimet e bëra në vetitë e tjera të tyre.
Çfarë është Piezoelektrik?
Piezoelektrik i referohet vetive të disa materialeve të ngurta ku këto materiale mund të grumbullojnë ngarkesën elektrike me aplikimin e stresit mekanik. Me fjalë të tjera, i referohet energjisë elektrike që rezulton nga presioni dhe nxehtësia latente. Ky term e ka origjinën nga greqishtja, ku piezin do të thotë shtrydh ose shtyp dhe elektron do të thotë qelibar (një burim i hershëm i ngarkesës elektrike). Kjo veti quhet piezoelektricitet dhe materialet që tregojnë këtë veti përfshijnë kristalet, qeramika të caktuara dhe lëndë biologjike si kockat, ADN-ja dhe proteinat e ndryshme.
Në mënyrë tipike, efekti piezoelektrik mund të çojë në ndërveprimin elektromekanik linear midis gjendjeve mekanike dhe elektrike në materialet kristalore që nuk kanë simetri përmbysjeje. Për më tepër, ky efekt është i kthyeshëm pasi materialet që mund të tregojnë efekt piezoelektrik mund të shfaqin edhe efektin e kundërt (është gjenerimi i një tendosjeje mekanike që vjen nga një fushë elektrike e aplikuar).
Figura 01: Gjenerimi i një tensioni nga një disk piezoelektrik pas deformimit
Natyra e efektit piezoelektrik është afërsisht e ngjashme me atë të momentit të dipolit elektrik në trupat e ngurtë. Ne mund të llogarisim lehtësisht densitetin ose polarizimin e dipolit duke përmbledhur momentet e dipolit për vëllim të qelizës njësi kristalografike. Zakonisht, dipolet fqinje priren të rreshtohen në rajone të quajtura domene Weiss. Ky proces i shtrirjes quhet poling ku një fushë e fortë elektrike aplikohet nëpër materiale në temperatura të ngritura. Megjithatë, të gjitha materialet piezoelektrike nuk mund të polohen.
Çfarë është piroelektrik?
Piroelektrik do të thotë se vetia e kristaleve të caktuara ka një fushë të madhe elektrike për shkak të polarizimit natyror elektrik. Me fjalë të tjera, është aftësia e disa lëndëve të ngurta për të gjeneruar një tension të përkohshëm gjatë ngrohjes ose ftohjes. Ky term e ka origjinën nga kuptimi grek; pyr do të thotë "zjarr" dhe "energji elektrike". Ndryshimet në kushtet e temperaturës mund të modifikojnë pak pozicionet e atomeve brenda strukturës kristalore dhe kjo ndryshon polarizimin e materialit. Ky ndryshim në polarizimin mund të shkaktojë një tension në të gjithë kristalin. Megjithatë, fusha piezoelektrike që dikur ndërtohet zhduket ngadalë për shkak të rrymës së rrjedhjes. Kjo rrjedhje ndodh për shkak të lëvizjes së elektroneve nëpër kristal, lëvizjes së joneve nëpër ajër dhe rrjedhjes së rrymës përmes një voltmetri që është ngjitur nëpër kristal.
Figura 02: Një sensor piroelektrik
Efekti piroelektrik ndodh për shkak të gjendjeve të energjisë elektrike dhe termike që nuk prodhojnë një vlerë të energjisë kinetike. Në të kundërt, efekti piezoelektrik ndodh për shkak të energjisë kinetike dhe energjisë elektrike që nuk prodhon nxehtësi. Materialet piroelektrike janë të forta dhe kristale. Por mund të ketë edhe disa materiale të buta që bëhen nëpërmjet përdorimit të elektrikut.
Çfarë është Ferroelectric?
Feroelektrik i referohet vetive të disa materialeve që kanë një polarizim elektrik spontan që është i kthyeshëm nëpërmjet aplikimit të fushave elektrike të jashtme. Zakonisht, të gjitha materialet ferroelektrike janë piroelektrike, por ka një veti shtesë të polarizimit elektrik natyror të kthyeshëm. Termi ferroelektrik vjen nga ferromagnetizmi, i cili u zbulua para zbulimit të ferroelektricitetit.
Ky lloj materiali është i dobishëm në prodhimin e kondensatorëve për shkak të natyrës së tyre jolineare. Në mënyrë tipike, këta kondensatorë përmbajnë një palë elektroda që mbledhin një shtresë materiali ferroelektrik. Për më tepër, polarizimi spontan i materialeve ferroelektrike nënkupton një efekt histeresis ku mund ta përdorim atë në funksionin e kujtesës. Përveç kësaj, kondensatorët ferroelektrikë janë të dobishëm në prodhimin e RAM-it ferroelektrik.
Cili është ndryshimi midis Piroelektrik piezoelektrik dhe Ferroelektrik?
Termat efekt piezoelektrik, piroelektrik dhe ferroelektrik i referohen vetive elektrike të materialeve të ngurta. Dallimi kryesor midis piroelektrik piezoelektrik dhe ferroelektrik është se efekti piezoelektrik është gjenerimi i një ngarkese sipërfaqësore në përgjigje të aplikimit të stresit të jashtëm në një material. Ndërkohë, efekti piroelektrik është ndryshimi në polarizimin spontan të një materiali në përgjigje të një ndryshimi të temperaturës. Ndërsa, efekti ferroelektrik është ndryshimi në polarizimin spontan që rezulton në një ndryshim në ngarkesën sipërfaqësore.
Infografia e mëposhtme paraqet ndryshimet midis piroelektrike piezoelektrike dhe ferroelektrike në formë tabelare për krahasim krah për krah.
Përmbledhje – Piezoelektrik vs Piroelektrik vs Ferroelektrik
Efekti piezoelektrik është gjenerimi i një ngarkese sipërfaqësore në përgjigje të aplikimit të stresit të jashtëm në material, ndërsa efekti piroelektrik është ndryshimi në polarizimin spontan të një materiali në përgjigje të një ndryshimi të temperaturës. Efekti ferroelektrik është një ndryshim në ngarkesën sipërfaqësore në përgjigje të ndryshimit në polarizimin spontan. Kështu, ky është ndryshimi kryesor midis piroelektrik piezoelektrik dhe ferroelektrik.
