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P2 2 L'EFFET PIEZO-ELECTRIQUE Samuel POIREL Elève de 1ère Sciences et Technolog

P2 2 L'EFFET PIEZO-ELECTRIQUE Samuel POIREL Elève de 1ère Sciences et Technologie de Laboratoire I - DEFINITION A ) Effet direct de la piézo-électricité La piézoélectricité (du grec « piézein » presser, appuyer) est la propriété de certains corps de se polariser électriquement sous l’action d’une force : des charges apparaissent sur les faces du cristal : B ) Effet inverse de la piézo-électricité Inversement le cristal se déforme lorsqu’on lui applique une tension électrique : c'est l'effet inverse de la piézo-électricité. La piézo-électricité du quartz a été découverte en 1880 par les frères Pierre et Jacques Curie. Ils ont montré que le quartz soumis à une tension électrique, vibre à une fréquence très stable et bien définie. C'est pour cette propriété que le quartz est utilisé pour fabriquer les montres et les horloges : en appliquant au quartz une tension provenant d'une pile, celui-ci vibre et permet la mesure du temps. II - MATERIAUX PIEZO ELECTRIQUES On peut citer principalement : Le QUARTZ La TOPAZE La TOURMALITE La BERLINITE + + + - - - Illustration du comportement d’une pastille piézo-électrique : La force appliquée crée un signal électrique Effet direct de la piézo-électricité : FORCE ⇨ DEFORMATION ⇨ TENSION Effet inverse de la piézo-électricité : TENSION ⇨ DEFORMATION La pression exercée sur le quartz, le déforme et crée une tension électrique allumant la diode électroluminescente. A l'aide de 2 pointes de touche reliées à un millivoltmètre, on exerce une pression (donc des forces) de part et d'autre d'un cristal, on mesure alors une tension (quelques mV) dont la valeur dépend de la force exercée. III - EXPERIENCES A) 1ère expérience B) 2ème expérience IV - APPLICATIONS L'effet piézo-électrique trouve un très grand nombre d’applications dans la vie quotidienne et dans l’industrie : • Une application parmi les plus familières est le briquet. Dans un briquet, la force exercée sur le cristal piézo-électrique produit une tension électrique qui se décharge brutalement sous forme d’étincelles. • Le Capteur de pression piézoélectrique est une application industrielle : ils sont notamment utilisés pour l'automobile (mesure de la pression des pneus…), l'aéronautique (mesure de la pression dans les tuyères…), ainsi que pour les mesures de niveau. • La piézo-électricité est également utilisée en acoustique pour transformer des ondes acoustiques en signal électrique : microphones, haut-parleurs… • Les Moteurs et actionneurs piézo-électriques utilisent l'effet inverse : transformation de la tension appliquée en déplacement. On les trouve par exemple dans les autofocus d'appareil photo, dans les mécanismes de vitres électriques des voitures… Cristal piézo LED Fils de liaison Pression exercée LED allumée Bouton poussoir Support en bois mV Pression exercée Cristal piézo uploads/Litterature/ piezometre.pdf