Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Электромагнетизмде электрострикция – барлық электр өткізбейтін материалдардың немесе диэлектриктердің электр өрісі әсерінен пішінін өзгерту қабілеті. Бұл магнитострикцияға қарама-қарсы қасиет.
Ability of non conductive materials to change shape under an electric field
In electromagnetism, electrostriction is a property of all electrical non conductors, or dielectrics, that causes them to change their shape under the application of an electric field. It is the dual property to magnetostriction.
Түсіндірме
Электрострикция – барлық диэлектрлік материалдардың қасиеті болып табылады және сыртқы электр өрісіне түскен кезде кристалл торындағы иондардың орын ауыстыруынан туындайды. Оң иондар өріс бағытында, ал теріс иондар кері бағытта жылғады. Бұл жылжу материалдың ішкі көлемінде жинақталып, өріс бағытында жалпы деформацияны (ұзартуды) тудырады. Пуассон коэффициентімен сипатталатын перпендикуляр бағыттарда қалыңдық кемиді. Атомдардың электротерістігінің айырмашылығына байланысты, бірнеше атомнан тұратын барлық оқшаулағыш материалдар белгілі бір деңгейде иондық қасиетке ие болады және демек, электрострикцияны көрсетеді. Пайда болған деформация (деформацияның бастапқы өлшемге қатынасы) поляризацияның квадратына пропорционал. Электр өрісінің бағытын өзгерту деформацияның бағытын өзгерте алмайды. Формальды түрде, электрострикция коэффициенті – төртінші ретті тензор болып табылады, ол екінші ретті деформация тензорымен және электрлік поляризация тығыздығы векторымен (яғни, бірінші ретті тензор) байланыстырады. Пьезоэлектрлік эффекті тек диэлектриктердің белгілі бір класында ғана пайда болады. Электрострикция барлық кристаллдық симметрияларға қатысты, ал пьезоэлектрлік эффекті – тек 20 пьезоэлектрлік нүктелік топқа ғана қатысты. Электрострикция – сызықтық пьезоэлектрлік эффектінен айырмашылығы, екінші дәрежелі эффекті болып табылады.
Electrostriction is a property of all dielectric materials, and is caused by displacement of ions in the crystal lattice upon being exposed to an external electric field. Positive ions will be displaced in the direction of the field, while negative ions will be displaced in the opposite direction. This displacement will accumulate throughout the bulk material and result in an overall strain (elongation) in the direction of the field. The thickness will be reduced in the orthogonal directions characterized by Poisson's ratio. All insulating materials consisting of more than one type of atom will be ionic to some extent due to the difference of electronegativity of the atoms, and therefore exhibit electrostriction. The resulting strain (ratio of deformation to the original dimension) is proportional to the square of the polarization. Reversal of the electric field does not reverse the direction of the deformation. More formally, the electrostriction coefficient is a rank four tensor , relating the rank two strain tensor and the electric polarization density vector (i. e. rank one tensor; ). The related piezoelectric effect occurs only in a particular class of dielectrics. Electrostriction applies to all crystal symmetries, while the piezoelectric effect only applies to the 20 piezoelectric point groups. Electrostriction is a quadratic effect, unlike piezoelectricity, which is a linear effect.
Тиісті әсердің көлемі
Электрострикция PMN 15 деп аталатын материал үшін 2 миллион вольт/метр (2 MV/м) электр өрісінің күшінде 0,1% деформацияны тудырады (ТРС веб-сайты төмендегі сілтемелерде келтірілген). Төмен электр өрісі күштерінде (0,3 MV/м-ге дейін) бұл әсер квадраттық сипатта болады, ал одан кейін, 4 MV/м дейінгі максималды электр өрісі күшіне дейін, шамамен сызықтық болады. Сондықтан, мұндай материалдардан жасалған құрылғылар көбінесе сызықтыққа жақын жұмыс істеу үшін белгілі бір кернеуде жұмыс істетеді. Бұл деформациялардың пайда болуына және осының нәтижесінде электр зарядының өзгеруіне алып келуі мүмкін, бірақ бұл әзірге расталмаған.
Electrostriction can produce a strain of 0.1% at a field strength of 2 million volts per meter (2 MV/m) for the material called PMN 15 (TRS website listed in the references below). The effect appears to be quadratic at low field strengths (up to 0.3 MV/m) and roughly linear after that, up to a maximum field strength of 4 MV/m Therefore, devices made of such materials are normally operated around a bias voltage in order to behave nearly linearly. This will probably cause deformations to lead to a change of electric charge, but this is unconfirmed.