تقبض كهربائي

تقبض كهربائي أو تخصر كهربائي (( Electrostriction)‏) هو خاصية تظهر في المواد العازلة تتسبب في تغير شكلها عند تعرضها لمجال كهربائي.^[1][2][3]

الشرح

ينجم التقبض الكهربائي عن انزياح طفيف للأيونات في البنية البلورية عند التعرض لحقل كهربائي خارجي. سيتم تهجير الأيونات الموجبة في اتجاه الحقل، في حين سيتم تهجير الأيونات السالبة في الاتجاه المعاكس. هذا التشرد سوف تتراكم في جميع أنحاء المواد السائبة وتؤدي إلى إجهاد الكلي (استطالة) في اتجاه الحقل. سيتم تخفيض سمك في الاتجاهات المتعامدة التي تتميز نسبة بواسون. وجميع المواد العازلة التي تتكون من أكثر من نوع واحد من الذرة تكون أيونية إلى حد ما بسبب اختلاف إليكترونيغاتيفيتي من الذرات، وبالتالي تظهر إليكتروستريكتيون.

ينتج [[سلالة (علم المواد) [سلالة]] (نسبة التشوه إلى البعد الأصلي) متناسبة مع مربع الاستقطاب. عكس المجال الكهربائي لا عكس اتجاه تشوه.

وبشكل أكثر رسمية، فإن معامل الالكتروستريكتيون هو المرتبة الرابعة تنسور (${\displaystyle Q_{ijkl}}$)، فيما يتعلق بتوتر السلالة الثانية (${\displaystyle x_{ij}}$) والكهرباء الكهربائية الأولى كثافة الاستقطاب (${\displaystyle P_{m}}$).

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

يحدث [تأثير كهرضغطية] ذات الصلة فقط في فئة معينة من العوازل. ينطبق إلكتروستريكتيون على جميع التماثل الكريستال، في حين أن تأثير كهرضغطية ينطبق فقط على 20 كهرضغطية مجموعات نقطة. إليكترستريكتيون هو التربيعية تأثير، على عكس كهرضغطية، وهو الخطية تأثير.

المواد

على الرغم من أن جميع العوازل تظهر بعض إليكتروستريكتيون، بعض السيراميك المهندسة، والمعروفة باسم ريلاكسور فيرويلكتريك s، لديها عالية جدا ثوابت إلكتروستريكتيف. الأكثر شيوعا

الرصاص المغنيسيوم نيوبات الرصاص المغنيسيوم نيوبات الرصاص تيتانات الرصاص اللانثانوم زركونات تيتانات

حجم التأثير

يمكن أن تنتج إلكتروستريكتيون سلالة من 0.1٪ في شدة المجال من 2 مليون فولت لكل متر (2 مف / م) للمواد تسمى بن-15 (ترس الموقع المدرجة في المراجع أدناه). ويبدو أن التأثير يكون من الدرجة الثانية عند شدة المجال المنخفضة (حتى 0,3 مف / m) وخطي تقريبا بعد ذلك، حتى شدة مجال قصوى تبلغ 4 مف / m . لذلك، يتم تشغيل الأجهزة المصنوعة من هذه المواد عادة حول الجهد التحيز من أجل التصرف تقريبا خطيا. وهذا من المحتمل أن يؤدي إلى تشوهات تؤدي إلى تغيير الشحنة الكهربائية، ولكن هذا أمر غير مؤكد.

التطبيقات

• سونار أجهزة عرض للغواصات والأوعية السطحية

مقالات ذات صلة

• تقبض مغنطيسي
• أزيز كهربائي
• كهرباء انضغاطية
• عازلية

المراجع

• "Electrostriction." Encyclopædia Britannica. 2006. Encyclopædia Britannica Premium Service. 19 July 2006
• Mini dictionary of physics (1988) Oxford University Press
• "Electrostrictive Materials" from TRS Technologies
• "Electronic Materials" by Prof. Dr. Helmut Föll

موسوعات ذات صلة :

• موسوعة كيمياء فيزيائية
• موسوعة الفيزياء
• موسوعة الكيمياء
• موسوعة علم المواد
• موسوعة كهرباء