Piezoélectrique

[Lostinounette]

Bonjour à tous,

Peut être pourriez-vous m'éclairer sur une question que je me pause sur les matériaux piezoélectriques. Je comprend bien le principe de génération d'un courant électrique du à la polarisation du matériau sous une variation de contrainte mécanique. Ce que je comprends moins c'est pourquoi il n'est pas capable d'enregistrer une contrainte permanente et stationnaire. Je vais vous donner un exemple :

J’utilise un capteur de pression piezoélectrique pour mesurer les variation de pression dans une enceinte. Cette enceinte est sous une pression moyenne et le volume est comprimé par un piston avec une fréquence donnée, je récupère seulement les variations de pression dans l'enceinre sur le capteur, il ne 'lit' pas la pression moyenne.

Je ne suis pas très calée en semi-conducteurs mais j'imagine que dans un état stationnaire, une stabilisation des ions (par réarrangement géométrique ?) à l'intérieur du capteur se met en place pour tendre à équilibrer le système. Suis-je sur la bonne piste ? Ou complètement à côté de la plaque ?

Merci.
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[phys4]

Je ne suis pas très calée en semi-conducteurs mais j'imagine que dans un état stationnaire, une stabilisation des ions (par réarrangement géométrique ?) à l'intérieur du capteur se met en place pour tendre à équilibrer le système. Suis-je sur la bonne piste ? Ou complètement à côté de la plaque ?

Bonjour,
Je pense que c'est presque la bonne voie. Les isolants parfaits n'existent pas et les charges créées par un cristal piézoélectrique sont très faibles. En statique la répartition des électrons en surface équilibrent rapidement le déplacement des ions.
Le presque provient qu'il s'agit d'un déplacement d'électrons et non d'ions.

Cordialement.

[Lostinounette]

Merci Phys4 pour votre réponse.

Si je comprends bien (et si j'essaye de me souvenir) les ions sont des atomes déséquilibrés en charge et ce sont donc les électrons qui se promènent pour équilibrer tout ça ?

Je comprends moins pourquoi le cristal referme des atomes déséquilibrés en charge...

[LPFR]

Bonjour.
Quand vous avez une liaison chimique entre deux atomes différents, les derniers électrons sont partagés inéquitablement entre les deux atomes et un des deux finit un peu plus positif et l'autre un peu plus négatif. Le comble est la liaison "ionique" type NaCl dans laquelle on prétend que un électron entier est transféré du sodium au chlore.

@Phys4.
J'ai pensé la même chose, mais je n'ai pas répondu, car j'ai aussi pensé aux électrets, qui maintiennent leur champ alors que le diélectrique qui les forme (la cire de carnauba historiquement) est un piètre isolant.
Je me demande si le champ produit par une déformation d'un piézoélectrique ne se maintient pas comme pour les électrets. Le problème est que pour le mesurer, il faut des électromètres et non des simples amplificateurs ordinaires avec une impédance d'entrée finie.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

Je me demande si le champ produit par une déformation d'un piézoélectrique ne se maintient pas comme pour les électrets. Le problème est que pour le mesurer, il faut des électromètres et non des simples amplificateurs ordinaires avec une impédance d'entrée finie.

Je pense aussi que le champ de polarisation se maintient. Le champ interne ne crée pas de charge libre à l'intérieur.

Nous pouvons considérer une image simple : des couches successives crée sur leurs faces des charges opposées qui se compensent exactement couche par couche. Les charges libres n'apparaissent qu'aux deux extrémités.

Ces charges sur les faces extérieures sont rapidement compensées en statique par la circulation des électrons.

[LPFR]

Re-bonjour Phys4.
Je continue avec mon parallèle avec les électrets.
Chez eux, même si on les garde (comme recommandé) "court-circuités" par un conducteur (du papier alu, en général), des qu'on enlève le papier, le champ électrique est encore là. Alors pour un morceau de piézoélectrique, ce devrait être pareil. Un court-circuit externe n'annule le champ que pendant qu'il est là. Des qu'on enlève le court-circuit, le champ devrait réapparaitre.
Au revoir.