इलेक्ट्रोस्ट्रिक्शन

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 ($Q_{ijkl}$) होता है, दूसरे क्रम के निष्पीड़न प्रदिश से संबंधित ($x_{ij}$) और पहले क्रम के विद्युत ध्रुवीकरण घनत्व ($P_{m}$) से संबंधित होते है।

$x_{ij}=Q_{ijkl}P_{k}P_{l}$

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

• लेड मैग्नीशियम नाइओबेट (पीएमएन)
• लेड मैग्नीशियम नाइओबेट-लेड टाइटेनेट (पीएमएन-पीटी)
• लेड लेण्टेनियुम जिरकोनेट टाइटेनेट (पीएलजेडटी)

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। 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

• चुंबकत्व-विरूपण
• प्रकाश प्रत्यास्थता
• दाब-चुंबकत्व
• दाब विद्युत
• शिथिल लोहवैद्युत

संदर्भ

• "Electrostriction." Encyclopædia Britannica.
• Mini dictionary of physics (1988) Oxford University Press
• "Electrostrictive Materials" from TRS Technologies
• "Electronic Materials" by Prof. Dr. Helmut Föll