Ochutnej pyroelektrický náboj Elektromechanické jevy podle prof. Mgr. Jiřího Erharta, Ph.D.

Úvodem experiment Keramický prvek + změna teploty = pyroelektřina

Elektrický dipól Dvojice stejných nábojů Dipóly tvořené vázanými náboji v látce - permitivita Natočené dipóly zeslabují elektrické pole – to určuje permitivitu

Dipóly v látce Vázány na strukturu látky – např. BaTiO3 Spontánně existující dipóly – feroelektřina Elektromechanické vlastnosti – piezo- a pyroelektřina Titaničitan barnatý, vychýlení centrálního iontu, feroelektřina – feromagnetismus Ps spontánní polarizace – v některých látkách vzniká při fázovém přechodu při změně teploty Feroelektrické látky se používají jednak pro svoje piezoelektrické či pyroelektrické vlastnosti, jednak pro vysoké hodnoty permitivity, které se u nich dosahuje (řádově až 10000, oproti slídě s permitivitou řádově 10) a pomocí níž lze miniaturizovat elektronické součástky, např. kondenzátory v elektronických obvodech.

Elektromechanické jevy Piezoelektřina velikost dipólového momentu přímo úměrná tlaku Pyroelektřina velikost dipólového momentu přímo úměrná změně teploty

Piezoelektřina Přímý piezoelektrický jev tlak → deformace → posun elektrických nábojů ve struktuře + nesymetrická krystalová struktura → nenulový dipólový moment Obrácený piezoelektrický jev elektrické pole → mechanická deformace Využití: zapalovače, zvlhčovače (studená pára), senzory síly, tlaku a zrychlení, ultrazvukové motorky energy harvesting, léčebná ultrazvuková technika

Pyroelektřina látky s jednou polární osou symetrie každá pyroelektrická látka je piezoelektrická Jev pyroelektrický změna teploty → dipólový moment ve směru polární osy Jev elektrokalorický elektrické pole → změna teploty Využití: tepelná infračervená čidla a detektory Polární osy spojují různé prvky krystalu (vrchol stěna), elektrokalorický jev u žádné látky dostatečně silný, aby se mohl použít k elektrickému chlazení x magnetoelektriký jev – vyvíjeny magnetické chladničky

a znova experiment… Po vychládnutí si „ochutnáme“ vzniklý elektrický náboj a vysoké napětí a kdo chce víc… značka polarity

Elektrostatické hrátky

Elektrostatické hrátky

Elektrostatické hrátky

Elektrostatické hrátky

Elektrostatické hrátky

Elektrostatické hrátky

Bezpečnostní doporučení Nepřehřívat kroužky – hrozí jejich depolarizace a ztráta pyroelektrických vlastností Pozor na elektroniku (mobil, karty, MP3 atd.) Osoby s elektronickými zařízeními zajišťujícími životní funkce (kardiostimulátor, inzulínová pumpa atd.) by neměly z bezpečnostních důvodů pokus aktivně absolvovat! Zásah VN může být nebezpečný!

Zdroje http://vnuf.cz/sbornik/prispevky/17-07-Erhart.html http://www.3pol.cz/cz/rubriky/astronomie/40- piezoelektrina-a-dalsi-elektromechanicke-jevy-i http://slideslive.com/38890022/piezoelektrina-znama-i- neznama