Sự khác biệt cơ bản giữa nhiệt điện áp điện và chất sắt điện là hiệu ứng áp điện là sự tạo ra điện tích bề mặt để phản ứng với tác dụng của ứng suất bên ngoài lên vật liệu nhưng, hiệu ứng nhiệt điện là sự thay đổi phân cực tự phát của vật liệu vật liệu phản ứng với sự thay đổi nhiệt độ. Trong khi đó, hiệu ứng sắt điện là sự thay đổi điện tích bề mặt để phản ứng với sự thay đổi phân cực tự phát.
Áp điện, nhiệt điện và sắt điện là ba thuật ngữ chúng tôi sử dụng để mô tả các tính chất điện của vật liệu rắn. Ba hiệu ứng này khác nhau tùy theo phản hồi mà chúng hiển thị dựa trên những thay đổi được thực hiện trong các thuộc tính khác của chúng.
Áp điện là gì?
Áp điện đề cập đến đặc tính của một số vật liệu rắn mà những vật liệu này có thể tích tụ điện tích khi áp dụng ứng suất cơ học. Nói cách khác, nó đề cập đến điện năng sinh ra từ áp suất và nhiệt tiềm ẩn. Thuật ngữ này bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, trong đó piezin có nghĩa là bóp hoặc ép và elektron có nghĩa là hổ phách (một nguồn điện sớm). Thuộc tính này được đặt tên là áp điện và các vật liệu thể hiện đặc tính này bao gồm tinh thể, một số đồ gốm và vật chất sinh học như xương, DNA và các protein khác nhau.
Thông thường, hiệu ứng áp điện có thể dẫn đến tương tác điện cơ tuyến tính giữa trạng thái cơ và điện trong vật liệu tinh thể không có đối xứng nghịch đảo. Hơn nữa, hiệu ứng này có thể đảo ngược vì các vật liệu có thể thể hiện hiệu ứng áp điện cũng có thể thể hiện ngược lại hiệu ứng (đó là sự tạo ra biến dạng cơ học xuất phát từ điện trường đặt vào).
Hình 01: Sự tạo ra điện áp bởi một đĩa áp điện khi bị biến dạng
Bản chất của hiệu ứng áp điện gần giống với bản chất của hiệu ứng lưỡng cực điện trong chất rắn. Chúng ta có thể dễ dàng tính toán mật độ hoặc độ phân cực lưỡng cực bằng cách tính tổng các mômen lưỡng cực trên mỗi thể tích của ô đơn vị tinh thể học. Thông thường, các lưỡng cực lân cận có xu hướng sắp xếp theo các vùng có tên miền Weiss. Quá trình căn chỉnh này được đặt tên là phân cực trong đó một điện trường mạnh được áp dụng trên các vật liệu ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, không thể phân cực tất cả các vật liệu áp điện.
Nhiệt điện là gì?
Nhiệt điện có nghĩa là thuộc tính của một số tinh thể có điện trường lớn do phân cực điện tự nhiên. Nói cách khác, đó là khả năng của một số chất rắn nhất định tạo ra một điện áp tạm thời khi làm nóng hoặc làm mát. Thuật ngữ này bắt nguồn từ nghĩa Hy Lạp; pyr có nghĩa là "lửa" và "điện." Những thay đổi về điều kiện nhiệt độ có thể làm thay đổi một chút vị trí của các nguyên tử trong cấu trúc tinh thể và nó làm thay đổi sự phân cực của vật liệu. Sự thay đổi phân cực này có thể làm phát sinh điện áp trên tinh thể. Tuy nhiên, trường áp điện từng hình thành từ từ biến mất do dòng điện rò rỉ. Sự rò rỉ này xảy ra do sự chuyển động của các electron qua tinh thể, chuyển động của các ion trong không khí và dòng điện rò rỉ qua một vôn kế được gắn trên tinh thể.
Hình 02: Cảm biến nhiệt điện
Hiệu ứng nhiệt điện xảy ra do trạng thái năng lượng điện và nhiệt năng không tạo ra giá trị động năng. Ngược lại, hiệu ứng áp điện xảy ra do động năng và năng lượng điện không sinh nhiệt. Vật liệu nhiệt điện cứng và tinh thể. Nhưng cũng có thể có một số vật liệu mềm được tạo ra thông qua việc sử dụng bầu điện.
Ferro Electro là gì?
Ferrolectơ đề cập đến tính chất của một số vật liệu nhất định có sự phân cực điện tự phát có thể đảo ngược thông qua ứng dụng của điện trường bên ngoài. Thông thường, tất cả các vật liệu sắt điện đều là nhiệt điện, nhưng nó có một đặc tính bổ sung là phân cực điện tự nhiên thuận nghịch. Thuật ngữ sắt điện bắt nguồn từ thuyết sắt từ, được phát hiện trước khi phát hiện ra chất sắt điện.
Loại vật liệu này rất hữu ích trong việc chế tạo tụ điện vì tính chất phi tuyến của chúng. Thông thường, các tụ điện này chứa một cặp điện cực kẹp một lớp vật liệu sắt điện. Hơn nữa, sự phân cực tự phát của vật liệu sắt điện ngụ ý một hiệu ứng trễ khi chúng ta có thể sử dụng nó trong chức năng bộ nhớ. Ngoài ra, các tụ điện sắt điện rất hữu ích trong việc tạo ra RAM sắt điện.
Sự khác biệt giữa nhiệt điện áp điện và nhiệt điện là gì?
Các thuật ngữ hiệu ứng áp điện, nhiệt điện và sắt điện dùng để chỉ các đặc tính điện của vật liệu rắn. Sự khác biệt cơ bản giữa nhiệt điện áp điện và chất sắt điện là hiệu ứng áp điện là sự tạo ra điện tích bề mặt để phản ứng với tác dụng của ứng suất bên ngoài lên vật liệu. Trong khi đó, hiệu ứng nhiệt điện là sự thay đổi phân cực tự phát của vật liệu để phản ứng với sự thay đổi nhiệt độ. Trong khi đó, hiệu ứng sắt điện là sự thay đổi phân cực tự phát dẫn đến sự thay đổi điện tích bề mặt.
Đồ họa thông tin sau đây trình bày sự khác biệt giữa nhiệt điện áp điện và nhiệt điện ở dạng bảng để so sánh song song.
Tóm tắt - Áp điện so với nhiệt điện và nhiệt điện
Hiệu ứng áp điện là sự tạo ra điện tích bề mặt để phản ứng với tác dụng của ứng suất bên ngoài lên vật liệu, trong khi hiệu ứng nhiệt điện là sự thay đổi phân cực tự phát của vật liệu theo sự thay đổi nhiệt độ. Hiệu ứng sắt điện là sự thay đổi điện tích bề mặt để đáp ứng với sự thay đổi phân cực tự phát. Do đó, đây là sự khác biệt chính giữa nhiệt điện áp điện và nhiệt điện.
