Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Эффективная нелинейность




Читайте также:
  1. Детские оздоровительные лагеря как эффективная форма организации досуга детей и подростков
  2. Детские оздоровительные лагеря как эффективная форма организации досуга детей и подростков.
  3. Значит, прививки — не самая эффективная мера контроля дифтерии?
  4. Определение реальной эффективности вложений денежных средств. Номинальная и эффективная ставки процента
  5. Рациональное использование биологических природных ресурсов как эффективная форма их охраны и воспроизводства.
  6. Реверсивная нелинейность
  7. Эффективная, усредненная ставка, многократное начисление номинальной ставки, сила роста.

Нелинейная связь между Р и Е сегнетоэлектрика, о которой говорилось выше, проявляется в характерной зависимости диэлектрической проницаемости e от напряженности переменного электрического поля.

Так как

(2.6)

 

где Ps – спонтанная поляризация, а Ринд - индуцированная поляризация, то сначала по мере увеличения полной поляризации P сегнетоэлектрика за счет спонтанной поляризации увеличивается и величина e. При определенной величине напряженности электрического поля, характерной для данного материала, образец становится поляризованным (монодоменным), и вклад спонтанной поляризации в общую поляризацию уменьшается. В связи с этим уменьшается и величина e, измеряемая как функция амплитуды переменного поля. Таким образом, зависимость e(Е~) проходит через максимум (рис. 2.14).

В сильных переменных полях прирост полной поляризации происходит только за счет индуцированной поляризации, при этом, как указывалось, e падает, приближаясь к значениям, обусловленным чисто индуцированным механизмом поляризации.

Рис. 2.14. Зависимость эффективной e от амплитуды

переменного электрического поля

 

Так как e нелинейно зависит от поля, то само определение диэлектрической проницаемости усложняется. В зависимости от условий измерения e сегнетоэлектрического материала вводят различные понятия e. Познакомимся еще с одним понятием - эффективной диэлектрической проницаемостью, измеряемой в сильных переменных электрических полях.

Определение эффективной диэлектрической проницаемости получено из определения эффективной емкости.

Эффективной емкостью нелинейного конденсатора Сэф называется емкость такого линейного конденсатора, заряд которого qmax при максимальном (амплитудном) значении напряжения Umax равен заряду нелинейного конденсатора при том же напряжении, т.е.

Cэф = qmax / Umax. (2.7)

Таким образом, при определении эффективной емкости мы заменяем нелинейный конденсатор линейным, а eэф оценивается по емкости конденсатора, находимой из значения его поляризации при данном амплитудном значении поля (рис. 2.15). Из зависимости Р от Е эффективная диэлектрическая проницаемость eэф находится как тангенс угла наклона прямой, проведенной из начала координат в точку с координатами Р1Е1:



eэф1 = Р1/E1= tg a1. (2.8)

Рис. 2.15.Определение эффективной eэф из кривой Р(Е)

 

Мерой нелинейности сегнетоэлектрика по переменному полю является коэффициент нелинейности Кэф, называемый также коэффициентом эффективной нелинейности. Он определяется как отношение максимального значения emax к начальной диэлектрической проницаемости

Кэф = emax /eнач. (2.9)

 

Для характеристики нелинейных свойств сегнетоэлектрика по переменному полю важно также знать величину Еmax, при которой достигается максимальное значение emax. Только сочетание большого коэффициента нелинейности Кэф и малого значения Еmax характеризует сегнетоэлектрик с высокими нелинейными свойствами по переменному полю. Например, для кристалла сегнетовой соли Кэф = 20 при Еmax =100 В/см, а для ВаТiO3 коэффициент Кэф = 5 при Еmax = 5-10 кВ/см. Вообще для современных сегнетоэлектрических материалов Кэф изменяется от 1 до 50 .

За характеристику эффективной нелинейности принимают также величину Nэф - относительный коэффициент нелинейности по переменному полю

(2.10)

Значение Nэф зависит от амплитуды приложенного напряжения и достигает максимального значения в районе максимальной крутизны кривой eэф»).



Эффективная нелинейность сегнетоэлектриков связана с механизмом переполяризации доменов, который является относительно инерционным механизмом (время переключения домена > 1 мксек). Поэтому с ростом частоты приложенного напряжения все меньшее число доменов успевает переориентироваться за период изменения напряжения и eэф уменьшается, а Еmax растет. При этом эффективная нелинейность уменьшается. Она практически исчезает на частотах более 106- 107 Гц. Следовательно, это низкочастотное свойство сегнетоэлектриков, которое можно практически использовать лишь в низкочастотных цепях - в основном в электротехнике.

 


Дата добавления: 2015-04-18; просмотров: 12; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты