इलेक्ट्रोस्ट्रिक्शन: Difference between revisions

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इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म में, इलेक्ट्रोस्ट्रिक्शन सभी [[विद्युत]] गैर-[[विद्युत कंडक्टर]], या [[पारद्युतिक]] की संपत्ति है, जो उन्हें [[विद्युत क्षेत्र]] के आवेदन के तहत अपना आकार बदलने का कारण बनता है। यह [[ चुंबकीय विरूपण ]] के लिए [[द्वैत (बिजली और चुंबकत्व)]] गुण है।
विद्युत-चुंबकत्व में, '''विद्युत-विरूपण''' सभी विद्युत गैर-चालकों, या परावैद्युत का गुण है, जो उन्हें विद्युत क्षेत्र के अनुप्रयोग के अंतर्गत अपना आकार बदलने का कारण बनता है। यह [[ चुंबकीय विरूपण |चुंबकीय विरूपण]] के लिए [[द्वैत (बिजली और चुंबकत्व)]] गुण होता है।


== स्पष्टीकरण ==
== स्पष्टीकरण ==
इलेक्ट्रोस्ट्रिक्शन सभी ढांकता हुआ सामग्रियों की संपत्ति है, और बाहरी विद्युत क्षेत्र के संपर्क में आने पर क्रिस्टल जाली में [[आयन]]ों के विस्थापन के कारण होता है। धनात्मक आयन क्षेत्र की दिशा में विस्थापित होंगे, जबकि ऋणात्मक आयन विपरीत दिशा में विस्थापित होंगे। यह विस्थापन पूरे बल्क सामग्री में जमा हो जाएगा और इसके परिणामस्वरूप क्षेत्र की दिशा में एक समग्र तनाव (विस्तार) हो जाएगा। पोइसन के अनुपात की विशेषता वाले ऑर्थोगोनल दिशाओं में मोटाई कम हो जाएगी। परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी के अंतर के कारण एक से अधिक प्रकार के परमाणुओं से युक्त सभी इंसुलेटिंग सामग्री कुछ हद तक आयनिक होगी, और इसलिए इलेक्ट्रोस्ट्रिक्शन प्रदर्शित करती है।
विद्युत विरूपण सभी परावैद्युत पदार्थों का गुण है, और बाहरी विद्युत क्षेत्र के संपर्क में आने पर क्रिस्टल जाली में आयनों के विस्थापन के कारण होता है। धनात्मक आयन क्षेत्र की दिशा में विस्थापित होंगे, जबकि ऋणात्मक आयन विपरीत दिशा में विस्थापित होंगे। यह विस्थापन पूरे स्थूल पदार्थ में एकत्र हो जाएगा और इसके परिणामस्वरूप क्षेत्र की दिशा में एक समग्र निष्पीड़न (विस्तार) हो जाएगा। पोइसन के अनुपात की विशेषता वाले लंबकोणीय दिशाओं में सघनता कम हो जाएगी। परमाणुओं की वैद्युतीय-ऋणात्मकता के अंतर के कारण एक से अधिक प्रकार के परमाणुओं से युक्त सभी विद्युतरोधी पदार्थ अधिकांश सीमा तक आयनिक होगी, और इसलिए विद्युत विरूपण प्रदर्शित करती है।


परिणामी [[तनाव (सामग्री विज्ञान)]] (मूल आयाम के विरूपण का अनुपात) [[ध्रुवीकरण घनत्व]] के वर्ग के समानुपाती होता है। विद्युत क्षेत्र का उत्क्रमण विरूपण की दिशा को उल्टा नहीं करता है।
परिणामी [[तनाव (सामग्री विज्ञान)|निष्पीड़न (पदार्थ विज्ञान)]] (मूल आयाम के विरूपण का अनुपात) [[ध्रुवीकरण घनत्व]] के वर्ग के समानुपाती होता है। विद्युत क्षेत्र का उत्क्रमण विरूपण की दिशा को प्रतिवर्तित नहीं करता है।


अधिक औपचारिक रूप से, इलेक्ट्रोस्ट्रिक्शन गुणांक एक [[टेन्सर]]#टेंसर रैंक टेन्सर (<math>Q_{ijkl}</math>), दूसरे क्रम के तनाव टेन्सर से संबंधित (<math>x_{ij}</math>) और प्रथम-क्रम विद्युत ध्रुवीकरण घनत्व (<math>P_m</math>).
अधिक औपचारिक रूप से, विद्युत विरूपण गुणांक एक चतुर्थ श्रेणी प्रदिश (<math>Q_{ijkl}</math>) होता है, दूसरे क्रम के निष्पीड़न प्रदिश से संबंधित (<math>x_{ij}</math>) और पहले क्रम के विद्युत ध्रुवीकरण घनत्व (<math>P_m</math>) से संबंधित होते है।


<math>x_{ij} = Q_{ijkl} P_k P_l</math>
<math>x_{ij} = Q_{ijkl} P_k P_l</math>
संबंधित [[पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव]] केवल एक विशेष वर्ग के डाइलेक्ट्रिक्स में होता है। इलेक्ट्रोस्ट्रिक्शन सभी क्रिस्टल समरूपताओं पर लागू होता है, जबकि पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव केवल 20 पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल संरचना#प्वाइंट समूहों पर लागू होता है। इलेक्ट्रोस्ट्रिक्शन एक द्विघात कार्य प्रभाव है, पीज़ोइलेक्ट्रिकिटी के विपरीत, जो एक रैखिक प्रभाव है।


== सामग्री ==
संबंधित [[पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव|दाब विद्युत प्रभाव]] केवल एक विशेष वर्ग के परावैद्युत में होता है। विद्युत विरूपण सभी क्रिस्टल समरूपताओं पर प्रयुक्त होता है, जबकि दाब विद्युत प्रभाव केवल 20 दाब विद्युत क्रिस्टल संरचना बिन्दु समूहों पर प्रयुक्त होता है। विद्युत विरूपण एक द्विघात कार्य प्रभाव है, और दाब विद्युत के विपरीत, जो एक रैखिक प्रभाव है।
हालांकि सभी डाइलेक्ट्रिक्स कुछ इलेक्ट्रोस्ट्रिक्शन प्रदर्शित करते हैं, कुछ इंजीनियर सिरेमिक, जिन्हें आराम करने वाले फेरोइलेक्ट्रिक्स के रूप में जाना जाता है, में असाधारण रूप से उच्च इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव स्थिरांक होते हैं। सबसे ज्यादा इस्तेमाल होते हैं
 
* लेड मैग्नीशियम नाइओबेट (PMN)
== पदार्थ ==
* [[[[सीसा मैग्नीशियम नाइओबेट]]-लेड टाइटेनेट]] (PMN-PT)
हालांकि सभी परावैद्युत कुछ विद्युत विरूपण प्रदर्शित करते हैं, कुछ कृत्रिम अवरोध सिरेमिक, जिन्हें शिथिल लोहवैद्युत के रूप में जाना जाता है, जिसमें असाधारण रूप से उच्च विद्युतीय प्रबल स्थिरांक होते हैं। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले हैं
* [[लेड लेण्टेनियुम जिरकोनेट टाइटेनेट]] (PLZT)
* लेड मैग्नीशियम नाइओबेट (पीएमएन)
* लेड मैग्नीशियम नाइओबेट-लेड टाइटेनेट (पीएमएन-पीटी)
* [[लेड लेण्टेनियुम जिरकोनेट टाइटेनेट]] (पीएलजेडटी)


== प्रभाव का परिमाण ==
== प्रभाव का परिमाण ==


PMN-15 नामक सामग्री के लिए 2 मिलियन वोल्ट प्रति मीटर (2 MV/m) की क्षेत्र शक्ति पर इलेक्ट्रोस्ट्रिक्शन 0.1% का तनाव उत्पन्न कर सकता है (नीचे संदर्भों में सूचीबद्ध TRS वेबसाइट)यह प्रभाव कम क्षेत्र की ताकत (0.3 MV/m तक) पर द्विघात प्रतीत होता है और उसके बाद मोटे तौर पर रैखिक, 4 MV/m की अधिकतम क्षेत्र शक्ति तक {{Citation needed|date=June 2010}}. इसलिए, ऐसी सामग्रियों से बने उपकरण सामान्य रूप से लगभग रैखिक रूप से व्यवहार करने के लिए एक बायस वोल्टेज के आसपास संचालित होते हैं। यह संभवतः विकृतियों को विद्युत आवेश में परिवर्तन का कारण बनेगा, लेकिन यह अपुष्ट है।
लेड मैग्नीशियम नाइओबेट-15 नामक पदार्थ के लिए 2 मिलियन वोल्ट प्रति मीटर (2 MV/m) की क्षेत्र शक्ति पर विद्युत विरूपण 0.1% का (नीचे संदर्भों में सूचीबद्ध टीआरएस वेबसाइट) तनाव उत्पन्न कर सकता है। यह प्रभाव कम क्षेत्र की सामर्थ्य (0.3 MV/m तक) पर द्विघात प्रतीत होता है और उसके बाद सामान्य रूप से रैखिक, 4 मिलियन वोल्ट प्रति मीटर की अधिकतम क्षेत्र शक्ति तक होता है।{{Citation needed|date=June 2010}} इसलिए, ऐसे पदार्थों से बने उपकरण सामान्य रूप से लगभग रैखिक रूप से व्यवहार करने के लिए एक बायस विद्युत-दाब के आसपास संचालित होते हैं। यह संभवतः विकृतियों को विद्युत आवेश में परिवर्तन का कारण बनेगा, लेकिन यह अपुष्टीकृत है।


== अनुप्रयोग ==
== अनुप्रयोग ==


* पनडुब्बियों और सतह के जहाजों के लिए [[सोनार]] प्रोजेक्टर
* पनडुब्बियों और सतह के जहाजों के लिए [[सोनार]] परियोजना
* छोटे विस्थापन के लिए [[ गति देनेवाला ]]्स
* छोटे विस्थापन के लिए प्रवर्तक


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
* चुंबकत्व
* चुंबकत्व-विरूपण
* [[फोटोलोच]]
* [[फोटोलोच|प्रकाश प्रत्यास्थता]]
* [[ पीज़ोमैग्नेटिज़्म ]]
* [[ पीज़ोमैग्नेटिज़्म |दाब-चुंबकत्व]]
* [[पीजोइलेक्ट्रिसिटी]]
* [[पीजोइलेक्ट्रिसिटी|दाब विद्युत]]
* रिलैक्सर फेरोइलेक्ट्रिक
* शिथिल लोहवैद्युत


==संदर्भ==
==संदर्भ==
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* [http://www.trstechnologies.com/Materials/electrostrictive_materials.php "Electrostrictive Materials"] from TRS Technologies
* [http://www.trstechnologies.com/Materials/electrostrictive_materials.php "Electrostrictive Materials"] from TRS Technologies
* [http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/elmat_en/kap_3/backbone/r3_6_1.html#_dum_3 "Electronic Materials"] by Prof. Dr. Helmut Föll
* [http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/elmat_en/kap_3/backbone/r3_6_1.html#_dum_3 "Electronic Materials"] by Prof. Dr. Helmut Föll
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Latest revision as of 08:54, 13 June 2023

विद्युत-चुंबकत्व में, विद्युत-विरूपण सभी विद्युत गैर-चालकों, या परावैद्युत का गुण है, जो उन्हें विद्युत क्षेत्र के अनुप्रयोग के अंतर्गत अपना आकार बदलने का कारण बनता है। यह चुंबकीय विरूपण के लिए द्वैत (बिजली और चुंबकत्व) गुण होता है।

स्पष्टीकरण

विद्युत विरूपण सभी परावैद्युत पदार्थों का गुण है, और बाहरी विद्युत क्षेत्र के संपर्क में आने पर क्रिस्टल जाली में आयनों के विस्थापन के कारण होता है। धनात्मक आयन क्षेत्र की दिशा में विस्थापित होंगे, जबकि ऋणात्मक आयन विपरीत दिशा में विस्थापित होंगे। यह विस्थापन पूरे स्थूल पदार्थ में एकत्र हो जाएगा और इसके परिणामस्वरूप क्षेत्र की दिशा में एक समग्र निष्पीड़न (विस्तार) हो जाएगा। पोइसन के अनुपात की विशेषता वाले लंबकोणीय दिशाओं में सघनता कम हो जाएगी। परमाणुओं की वैद्युतीय-ऋणात्मकता के अंतर के कारण एक से अधिक प्रकार के परमाणुओं से युक्त सभी विद्युतरोधी पदार्थ अधिकांश सीमा तक आयनिक होगी, और इसलिए विद्युत विरूपण प्रदर्शित करती है।

परिणामी निष्पीड़न (पदार्थ विज्ञान) (मूल आयाम के विरूपण का अनुपात) ध्रुवीकरण घनत्व के वर्ग के समानुपाती होता है। विद्युत क्षेत्र का उत्क्रमण विरूपण की दिशा को प्रतिवर्तित नहीं करता है।

अधिक औपचारिक रूप से, विद्युत विरूपण गुणांक एक चतुर्थ श्रेणी प्रदिश () होता है, दूसरे क्रम के निष्पीड़न प्रदिश से संबंधित () और पहले क्रम के विद्युत ध्रुवीकरण घनत्व () से संबंधित होते है।

संबंधित दाब विद्युत प्रभाव केवल एक विशेष वर्ग के परावैद्युत में होता है। विद्युत विरूपण सभी क्रिस्टल समरूपताओं पर प्रयुक्त होता है, जबकि दाब विद्युत प्रभाव केवल 20 दाब विद्युत क्रिस्टल संरचना बिन्दु समूहों पर प्रयुक्त होता है। विद्युत विरूपण एक द्विघात कार्य प्रभाव है, और दाब विद्युत के विपरीत, जो एक रैखिक प्रभाव है।

पदार्थ

हालांकि सभी परावैद्युत कुछ विद्युत विरूपण प्रदर्शित करते हैं, कुछ कृत्रिम अवरोध सिरेमिक, जिन्हें शिथिल लोहवैद्युत के रूप में जाना जाता है, जिसमें असाधारण रूप से उच्च विद्युतीय प्रबल स्थिरांक होते हैं। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले हैं

प्रभाव का परिमाण

लेड मैग्नीशियम नाइओबेट-15 नामक पदार्थ के लिए 2 मिलियन वोल्ट प्रति मीटर (2 MV/m) की क्षेत्र शक्ति पर विद्युत विरूपण 0.1% का (नीचे संदर्भों में सूचीबद्ध टीआरएस वेबसाइट) तनाव उत्पन्न कर सकता है। यह प्रभाव कम क्षेत्र की सामर्थ्य (0.3 MV/m तक) पर द्विघात प्रतीत होता है और उसके बाद सामान्य रूप से रैखिक, 4 मिलियन वोल्ट प्रति मीटर की अधिकतम क्षेत्र शक्ति तक होता है।[citation needed] इसलिए, ऐसे पदार्थों से बने उपकरण सामान्य रूप से लगभग रैखिक रूप से व्यवहार करने के लिए एक बायस विद्युत-दाब के आसपास संचालित होते हैं। यह संभवतः विकृतियों को विद्युत आवेश में परिवर्तन का कारण बनेगा, लेकिन यह अपुष्टीकृत है।

अनुप्रयोग

  • पनडुब्बियों और सतह के जहाजों के लिए सोनार परियोजना
  • छोटे विस्थापन के लिए प्रवर्तक

यह भी देखें

संदर्भ