A principal diferença entre piroelétrico piezoelétrico e ferroelétrico é que o efeito piezoelétrico é a geração de uma carga superficial em resposta à aplicação de tensão externa a um material, mas o efeito piroelétrico é a mudança na polarização espontânea de um material em resposta a uma mudança de temperatura. Considerando que, o efeito ferroelétrico é uma mudança na carga da superfície em resposta à mudança na polarização espontânea.
Piezoelétrico, piroelétrico e ferroelétrico são três termos que usamos para descrever as propriedades elétricas de materiais sólidos. Esses três efeitos são diferentes entre si de acordo com as respostas que exibem com base nas alterações feitas em suas outras propriedades.
O que é Piezoelétrico?
Piezoelétrico refere-se à propriedade de certos materiais sólidos onde esses materiais podem acumular a carga elétrica mediante a aplicação de estresse mecânico. Em outras palavras, refere-se à eletricidade resultante da pressão e do calor latente. Este termo tem origem no grego, onde piezin significa apertar ou pressionar e elektron significa âmbar (uma fonte primitiva de carga elétrica). Essa propriedade é chamada de piezoeletricidade, e os materiais que mostram essa propriedade incluem cristais, certas cerâmicas e matéria biológica, como ossos, DNA e várias proteínas.
Tipicamente, o efeito piezoelétrico pode levar à interação eletromecânica linear entre os estados mecânico e elétrico em materiais cristalinos sem simetria de inversão. Além disso, esse efeito é reversível, pois materiais que podem apresentar efeito piezoelétrico também podem apresentar o inverso do efeito (é a geração de uma tensão mecânica que vem de um campo elétrico aplicado).
Figura 01: Geração de Tensão por um Disco Piezoelétrico Após Deformação
A natureza do efeito piezoelétrico é muito semelhante à do momento de dipolo elétrico em sólidos. Podemos calcular facilmente a densidade ou polarização do dipolo somando os momentos de dipolo por volume da célula unitária cristalográfica. Normalmente, dipolos vizinhos tendem a se alinhar em regiões denominadas domínios de Weiss. Este processo de alinhamento é chamado de poling, onde um forte campo elétrico é aplicado através dos materiais a temperaturas elevadas. No entanto, todos os materiais piezoelétricos não podem ser polarizados.
O que é Piroelétrica?
Piroelétrico significa que a propriedade de certos cristais tem um grande campo elétrico devido à polarização elétrica natural. Em outras palavras, é a capacidade de certos sólidos de gerar uma tensão temporária ao aquecer ou resfriar. Este termo se origina do significado grego; pyr significa “fogo” e “eletricidade”. Mudanças nas condições de temperatura podem modificar ligeiramente as posições dos átomos dentro da estrutura cristalina e alteram a polarização do material. Esta mudança na polarização pode dar origem a uma tensão através do cristal. No entanto, o campo piezoelétrico que se forma uma vez desaparece lentamente devido à corrente de fuga. Esse vazamento ocorre devido ao movimento de elétrons através do cristal, movimento de íons através do ar e corrente vazando através de um voltímetro que está conectado ao cristal.
Figura 02: Um Sensor Piroelétrico
Efeito piroelétrico ocorre devido a estados de energia elétrica e térmica que não produzem um valor de energia cinética. Em contraste, o efeito piezoelétrico ocorre devido à energia cinética e energia elétrica que não produz calor. Os materiais piroelétricos são duros e cristais. Mas também pode haver alguns materiais macios que são feitos com o uso de eletretos.
O que é Ferroelétrico?
Ferroelétrico refere-se à propriedade de certos materiais terem uma polarização elétrica espontânea que é reversível através da aplicação de campos elétricos externos. Normalmente, todos os materiais ferroelétricos são piroelétricos, mas possuem uma propriedade adicional de polarização elétrica natural reversível. O termo ferroelétrico vem do ferromagnetismo, que foi descoberto antes da descoberta da ferroeletricidade.
Este tipo de material é útil na fabricação de capacitores devido à sua natureza não linear. Normalmente, esses capacitores contêm um par de eletrodos que intercalam uma camada de material ferroelétrico. Além disso, a polarização espontânea de materiais ferroelétricos implica um efeito de histerese onde podemos utilizá-lo em função de memória. Além disso, os capacitores ferroelétricos são úteis para fazer RAM ferroelétrica.
Qual é a diferença entre piezoelétrico piroelétrico e ferroelétrico?
Os termos efeito piezoelétrico, piroelétrico e ferroelétrico referem-se às propriedades elétricas de materiais sólidos. A principal diferença entre piroelétrico piezoelétrico e ferroelétrico é que o efeito piezoelétrico é a geração de uma carga de superfície em resposta à aplicação de estresse externo a um material. Enquanto isso, o efeito piroelétrico é a mudança na polarização espontânea de um material em resposta a uma mudança de temperatura. Considerando que, o efeito ferroelétrico é a mudança na polarização espontânea que resulta em uma mudança na carga da superfície.
O infográfico a seguir apresenta as diferenças entre piezoelétrico piroelétrico e ferroelétrico em forma de tabela para comparação lado a lado.
Resumo – Piezoelétrico vs Piroelétrico vs Ferroelétrico
O efeito piezoelétrico é a geração de uma carga superficial em resposta à aplicação de tensão externa ao material, enquanto o efeito piroelétrico é a mudança na polarização espontânea de um material em resposta a uma mudança de temperatura. O efeito ferroelétrico é uma mudança na carga da superfície em resposta à mudança na polarização espontânea. Assim, esta é a principal diferença entre piroelétrico piezoelétrico e ferroelétrico.
