Piroelectricos

Piroeléctricos (del griego antiguo πῦρ  - fuego ) - dieléctricos cristalinosposeyendo polarización espontánea (espontánea), es decir, polarización en ausencia de influencias externas.

Fenómeno

Por lo general, la polarización espontánea de la piroelectricidad es imperceptible, ya que el campo eléctrico creado por ella es compensado por el campo de cargas eléctricas libres que "se filtran" sobre la superficie desde su volumen y desde el aire circundante. Cuando cambia la temperatura, cambia la magnitud de la polarización espontánea, lo que provoca la aparición de un campo eléctrico, que puede observarse hasta que las cargas libres tienen tiempo de compensarlo. Este fenómeno se denomina efecto piroeléctrico o piroelectricidad.

Un cambio en la polarización espontánea y la aparición de un campo eléctrico en piroeléctricos pueden ocurrir no solo con un cambio de temperatura, sino también con una deformación. Así, todos los piroeléctricos son piezoeléctricos , pero no todos los piezoeléctricos tienen un efecto piroeléctrico.

Representantes típicos de la piroelectricidad

Explicación del efecto

La existencia de polarización espontánea, es decir, el desajuste entre los centros de gravedad de las cargas positivas y negativas, se debe a la simetría bastante baja de los cristales .

Ferroelectricidad

Un grupo especial de piroeléctricos son los ferroeléctricos . Si se calienta un ferroeléctrico, a cierta temperatura desaparecerá la polarización espontánea y el cristal pasará a un estado no piroeléctrico (transición de fase). En la región de temperatura cercana a la temperatura de transición de fase, la magnitud de la polarización espontánea cambia bruscamente con la temperatura, por lo que el efecto piroeléctrico en esta región es especialmente grande.

A diferencia de los piroeléctricos, en los ferroeléctricos la dirección de polarización espontánea se puede invertir aplicando un campo eléctrico . En piroelectricidad, la dirección de la polarización espontánea no cambia incluso en un fuerte campo eléctrico externo [1] .

Otras propiedades

Hay un efecto opuesto al piroeléctrico: si se coloca un piroeléctrico en un campo eléctrico, entonces su polarización cambia, lo que va acompañado de calentamiento o enfriamiento del cristal. El cambio de temperatura es directamente proporcional a la fuerza del campo eléctrico .

Aplicación en ingeniería

Los piroeléctricos se utilizan en tecnología como indicadores y receptores de radiación . Su acción se basa en el registro de señales eléctricas que se producen entre las placas del cristal cuando su temperatura cambia bajo la influencia de la radiación externa.

Notas

  1. Sivukhin D.V. Curso general de física. - M.: Nauka, 1977. - T. III. Electricidad, pág. 162

Literatura