Piroelektra yra mokslinis reiškinys, leidžiantis specialioms medžiagoms gaminti elektrą, kai jos keičia temperatūrą. Mineralai ir kristalai yra labiausiai paplitusios medžiagos, sukeliančios šį poveikį. Šios medžiagos dažniausiai naudojamos temperatūros jutikliams, pavyzdžiui, pasyviesiems infraraudonųjų spindulių detektoriams, naudojamiems apsaugos sistemose, statyti.
Žodis piroelektra kilęs iš graikų kalbos termino “pyr”, kuris reiškia ugnį. Anksčiausiai piroelektrinis efektas pastebėtas 314 m. pr. Kr., kai senovės filosofas ir mokslininkas Teofrastas pastebėjo, kad turmalino mineralai sukuria elektrinę trauką, kai yra kaitinami. Keletas mokslininkų tyrinėjo šį reiškinį XVIII amžiuje, tačiau tik XIX amžiuje mokslininkai iki galo suprato priežastį.
Visi kristalai turi elektrinių, mechaninių ir šiluminių savybių. Šios trys savybės gali sąveikauti. Pavyzdžiui, pjezo kristaluose fizinė jėga, tokia kaip mineralo lenkimas, generuos elektros energiją. Panašiai piroelektra atsiranda dėl kristalo šiluminių ir elektrinių savybių sąveikos.
Kai kristalas kaitinamas arba aušinamas, priešingose mineralo pusėse susidaro elektros krūviai. Šiuos krūvius galima panaudoti kaip elektros srovę, uždedant elektrodus ant kristalų paviršių. Elektra teka viena kryptimi, kai šiluma didėja, ir priešinga kryptimi, kai šiluma mažėja.
Dėl piroelektrinio efekto pagamintos elektros energijos kiekio paprastai nepakanka kitiems įrenginiams maitinti. Tai reiškia, kad piroelektra nėra praktiškas energijos gamybos būdas. Tačiau mažas elektrinis signalas iš kristalo yra labai naudingas jutikliuose. Piroelektrinės medžiagos gali būti derinamos su kita elektronika, kad būtų rodomas temperatūros pasikeitimas.
Pasyvūs infraraudonųjų spindulių detektoriai yra vienas dažniausių piroelektrinių signalų pritaikymo būdų. Šie prietaisai taip pat žinomi kaip judesio detektoriai ir dažnai yra namuose ir įmonėse kaip apsaugos sistemos dalis. Kiekviename detektoriuje yra plataus kampo objektyvas ir piroelektrinis kristalas. Kai žmogus praeina pro jutiklį, jo kūno šiluma priverčia kristalą generuoti piroelektrą ir įsijungia pavojaus signalas.
Piroelektriniai jutikliai gali būti naudojami aptikti kitus šilumos šaltinius, pavyzdžiui, gaisrą. Skirtingai nuo tradicinių dūmų detektorių, jutiklis, kuris naudoja piroelektrą, gali aptikti tikrą liepsną, net jei dūmų nėra. Šio tipo jutikliai yra naudingi tokiose programose kaip dujiniai šildytuvai, kur jie gali nustatyti, ar kontrolinė lemputė buvo tinkamai uždegta.
Šių jutiklių rinkinį galima sujungti, kad būtų galima aptikti temperatūros pokyčius plačiame plote. Šių jutiklių masyvas gali veikti kaip šiluminė kamera ir gali rodyti temperatūros pokyčius, kuriuos sukelia žmonės ar transporto priemonės. Šią technologiją kariuomenė ir teisėsauga dažnai naudoja kaip naktinio matymo formą.