|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Гистерезис сегнетоэлектрический |
 | |
Анимация
0
Описание
Сегнетоэлектрический гистерезис - неоднозначная зависимость вектора поляризации P сегнетоэлектрика от внешнего электрического поля E (рис. 1).
Сегнетоэлектрический гистерезис
Рис. 1
Обычно сегнетоэлектрики (в определенном интервале температур) подразделяются на отдельные области - области спонтанной (самопроизвольной) поляризации - домены, в которых возникает большой электрический момент, даже в отсутствие внешнего электрического поля. Несмотря на это, направления поляризации отдельных доменов различны, так что суммарный электрический дипольный момент образца практически отсутствует. Равновесная доменная структура сегнетоэлектриков отвечает минимуму свободной энергии кристалла.
Во внешнем электрическом поле происходит изменение направления поляризации в отдельных доменах. Это изменение таково, что векторы поляризации приближаются к положению, параллельному направлению внешнего поля, и тем ближе, чем больше напряженность внешнего поля. Поэтому поляризация сегнетоэлектрика возрастает (так как вектор поляризации есть электрический момент единицы объема диэлектрика, равный векторной сумме электрических моментов всех молекул, заключенных в единице объема 
). Зависимость поляризации от величины внешнего поля нелинейна.
При некотором значение поля все домены будут поляризованы в направлении поля, и поляризация будет иметь значение PS. Дальнейшее увеличение поля (E > ES) приведет к линейному росту поляризации за счет индуцированной поляризации (индуцированная поляризация - поляризация, возникающая благодаря сдвигу ионов относительно друг друга, деформации электронных оболочек отдельных атомов, молекул, ионов и т.п.). Экстраполируя участок насыщения до пересечения с осью поляризации, т.е. к значению E = 0, получают значение спонтанной поляризации PSP. Разность между значениями PS и PSP - индуцированная поляризация PIN. Полученная кривая называется основной кривой поляризации.
При уменьшении напряженности внешнего электрического поля до ES значение поляризации будет изменяться линейно, при дальнейшем уменьшении напряженности внешнего электрического поля значение поляризации будет уменьшаться медленнее, чем по основной кривой. При уменьшении поля до нуля у образца сохраняется так называемая остаточная поляризация PR.
Для того чтобы уменьшить поляризацию, надо приложить электрическое поле противоположного направления EK, называемое коэрцитивной силой. При дальнейшем увеличении электрического поля обратного направления вновь достигается состояние насыщения PS. При циклическом изменении поля графическая зависимость, характеризующая изменение поляризации образца, образует замкнутую кривую - петлю сегнетоэлектрического гистерезиса.
Если величину электрического поля циклически изменять в таких пределах, что насыщение не достигается, то получается непредельная петля гистерезиса.
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
Как самостоятельное явление сегнетоэлектрический гистерезис не используется.
Однако оно учитывается при проектировании конденсаторов с сегнетоэлектрическим диэлектриком в зазоре.
Реализации эффекта
Наблюдать сегнетоэлектрический гистерезис можно, заряжая от внешнего источника конденсатор с сегнетоэлектрическим диэлектриком в зазоре. При этом при снятии напряжения от источника и кратковременном закорачивании пластин заряды на обкладках не обращаются в нуль. В этом можно убедиться, измеряя при помощи интегрирующей цепочки заряд, протекший в цепи при зарядке конденсатора, и сравнивая его с таковым при закорачивании обкладок.
Литература
1. Физический энциклопедический словарь.- М.: Советская энциклопедия, 1983.- С.128.
2. Сонин А.С., Струков Б.А. Введение в сегнетоэлектричество.- М.: Высшая школа, 1970.- С.30-35.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |
