17-mavzu. O'tkazgichlar elektrostatik maydonda Reja

§5. P`ezoelektriklar va segnetoelektriklar to'g'risida tushuncha.

P`ezo-yunoncha so'z bo'lib, siqish, siqilish ma'nosini beradi.

P`ezoelektriklar deb, elektr maydoni bo'lmagan holda ham jismga mexanik kuchlanish berilganda elektr qutblanishi vujudga keladigan hodisaga aytiladi. Bu hodisa to'g'ri p`ezoeffekt deb yuritiladi. Tashqi mexanik kuchlar ostida elektr zaryadlarini elastik siljishi unga sabab bo'ladi. Shu bilan birga teskari p`ezoeffekt ham mavjud. Bu esa, p`ezoelektrikga elektr maydoni qo'yilishi natijasida mexanik deformatsiyani vujudga kelishidan iborat.

To'g'ri va teskar p`ezoeffektni vujudga kelishi turlicha bo'lishi mumkin, birinchisi, qutublanish bo'lmagan holda elektr maydon deformatsiyasida vujudga kelishi, ikkinchisi, deformatsiyalar mavjud bo'lmaganda elektr maydonni qo'yilishida elastik kuchlanishlarni vujudga kelishi. Umumiy holda gap mexanik va elektrik o'zgaruvchilar orasidagi chiziqli bog'lanish haqida boradi(birinchilar-deformatsiya va kuchlanish, ikkinchilari-qutblanish, elektr maydon, elektr induktsiya)P`ezoeffekt bo'yicha birinchi tadqiqotlar 1880 yil J. va P. Kyuri tomonidan kvarts kristallarida(SiO₂) amalga oshirilgan.

P`ezoeffekt, dielektrik materiallarda mexanik va elektrik kattaliklarni o'zarota'siri bilan bog'liq bo'lgan turli elektromexanik effektlarni namoyon bo'lishi.

Ixtiyoriy dielektrikni elektr maydoniga joylashtirsak erkin kristall deformatsiyalanadi, siqilgan kristallda esa deformatsiya yuzaga keladi.

P`ezoeffektni tabiatini tushunish uchun, elektrodlarni bir-biri bilan ulab, kristallarning qirralarida joylashtirish kerak. Еlektrodlar tomonidan hosil qilingan zanjirdagi qisqa muddatli siqish va cho'zishda qisqa elektr impul`sini vujudga kelishini ko'rishimiz mumkin. Huddi shuni o'zi, p`ezoeffektning elektr va fizik jihatlarini namoyon bo'lishidir.Agar kristall doimiy bosimga uchrasa, bu holda impul`s paydo bo'lmaydi. Kristall materiallarning ushbu xususiyati aniq sezgirlikka ega bo'lgan asboblarni tayyorlashda ishlatiladi.

Segnetoelektriklar – tashqi elektr maydon bo'lmagan holda ham ma'lum bir temperaturalar intervalida o'z-o'zidan elektr qutblanish xususiyatiga, ya'ni elektr dipolga ega bo'lgan dielektriklar.

Segnetoelektriklar o'zining nomini segnet tuzi (NaKC₄H₄O₆∙4H₂O)ning mineralini nomidan olgan. Segnet tuzining xususiyatlarini birinchi bo'lib
I.V. Kurchatova va P. P. Kobeko batafsil o'rgangan.

Segnetoelektriklar boshqa dielektriklardan, qutblanishni maydon kuchlanganligidan chiziqli bo'lmagan bog'lanishi bilan farq qiladi. Bu esa, ularda elektr domenlarni

mavjudligining natijasidir.

Domenlar –qutblanishning turli yo'nalishlarga ega bo'lgan sohalari.

Segnetoelektriklarda kichik xajmli sohalar bo'lib, ularda dipol` momentli molekulalar bir xil yo'nalishda “o'z-o'zidan” terilib qoladi. Bu mikroskopik hajmlaradagi molekulalar elektr maydon ta'sirida hammasi birgalikda buriladi.

Shuning uchun, elektr maydon o'chirilganda oddiy xaotik xarakat molekulalarning yo'nalishini buza olmaydi. Bunga ko'proq energiya kerak bo'ladi. Bu ishni yuqori temperaturada bajarish mumkin.

Domenlarni hosil bo'lishining sababi, qo'shni atomlarga tegishli bo'lgan elektronlarni umumlashtirish natijasida yuzaga keladigan almashinuv kuchlari. Bu kuchlar atomlararo masofalarda ta'sir qiladi, ya'ni, yaqin ta'sir kuchlaridir.

Domenlarni mavjudligi kristallni minimum energiyaga intilishi bilan tushuntiriladi.

Segnetoelektriklarga misol: segnet tuzi (NaKC4H4O6·4H2O) va bariy titanati (BaTiO3). Segnetoelektriklar elektrotexnikada va elektronikada keng qo'llaniladi.