El efecto piroeléctrico es análogo al piezoeléctrico, pero en lugar de la aparición de cargas eléctricas cuando se deforma un material, aquí se trata de la aparición de cargas superficiales en una dirección determinada cuando el material experimenta un cambio de temperatura. Estas cargas son debidas al cambio de su polarización espontánea al variar la temperatura. Recibió este nombre de D. Brewster en 1824, pero es conocido desde hace más de 2000 años.
Si el cambio de temperatura, , es uniforme en todo el material, el efecto piroeléctrico se describe mediante el coeficiente piroeléctrico, , que es un vector, de la forma:
donde es la polarización espontánea.
Este efecto se aplica sobre todo a la detección de radiación térmica a temperatura ambiente. Para ello se disponen dos electrodos metálicos en dirección perpendicular a la de polarización, formándose un condensador que actúa como sensor térmico. Cuando el detector absobe radiación cambia su temperatura y con ella su polarización, produciendo una carga superficial en las placas del condensador.
Si el área donde incide la radiación es A y el grosor del detector, b, es suficientemente pequeño para poder suponer que los gradientes de temperatura en él son despreciables, la carga inducida será
donde DT es el incremento de temperatura experimentado por el detector. La tensión obtenida será
Cuando la radiación incidente es pulsante y tiene una potencia Pi, la tensión obtenida en el condensador es
donde Rv es la denominada sensibilidad en tensión y viene dada por
donde:
a es la fracción de la potencia incidente que se convierte en calor
P es el coeficiente piroeléctrico del material
t es la constante de tiempo térmica
CE es el calor específico volumétrico
e es la constante dieléctrica
w es la pulsación de la radiación incidente
La dependencia frecuencial de Rv es, pues, de tipo paso bajo. Para sensores comerciales decrece a partir de frecuencias del orden de 0,1 Hz.
La corriente de cortocircuito equivalente es
donde Ri es la responsividad en corriente, que viene dada por
Ri es plana para radiaciones de frecuencia mayor que la determinada por la constante térmica del material.
donde es la polarización espontánea.Este efecto se aplica sobre todo a la detección de radiación térmica a temperatura ambiente. Para ello se disponen dos electrodos metálicos en dirección perpendicular a la de polarización, formándose un condensador que actúa como sensor térmico. Cuando el detector absobe radiación cambia su temperatura y con ella su polarización, produciendo una carga superficial en las placas del condensador.
Si el área donde incide la radiación es A y el grosor del detector, b, es suficientemente pequeño para poder suponer que los gradientes de temperatura en él son despreciables, la carga inducida será
donde DT es el incremento de temperatura experimentado por el detector. La tensión obtenida será
Cuando la radiación incidente es pulsante y tiene una potencia Pi, la tensión obtenida en el condensador es
donde Rv es la denominada sensibilidad en tensión y viene dada por
donde:
a es la fracción de la potencia incidente que se convierte en calor
P es el coeficiente piroeléctrico del material
t es la constante de tiempo térmica
CE es el calor específico volumétrico
e es la constante dieléctrica
w es la pulsación de la radiación incidente
La dependencia frecuencial de Rv es, pues, de tipo paso bajo. Para sensores comerciales decrece a partir de frecuencias del orden de 0,1 Hz.
La corriente de cortocircuito equivalente es
donde Ri es la responsividad en corriente, que viene dada por
Ri es plana para radiaciones de frecuencia mayor que la determinada por la constante térmica del material.
1 comentario:
Pero que mierda ??? por que plageas el libro del maestro pallas ??
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