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question de piezoelectricité



  1. #1
    Cdrik78

    question de piezoelectricité


    ------

    bonsoir

    serait-il possible d'avoir des précision sur la modelisation des effets piezoelectrique concernant le quartz.En effet c'est mon sujet de tipe et j'avoue que j'ai trouvé beaucoup d'information dans un livre sur les oscillateurs electroniques mais tout est general.

    je cherche en fait l'explication simples des ses propriétés (equations d'etats piezo-electriques)afin d'expliquer son utilisation et son fonctionnement dans une montre a quartz.

    merci d'avance.

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  4. #2
    Jean.Marc

    Re : question de piezoelectricité

    Bonsoir,
    sans connaître les détails, la silice est piézoélectrique parce que l'atome de silicium est un ion positif et les deux atomes d'oxygène, négatifs, forment un V par rapport à celui de silicium. Quand le cristal est soumis à une contrainte, l'angle du V se modifie, donc la répartition des charges.
    Ceci est l'effet piézoélectrique.
    La deuxième partie de la question est relative à l'utilisation comme étalon de fréquence.
    Tout corps possédant une masse et une élasticité possède une ou plusieurs fréquences propres de vibration mécanique.
    Lorsque le cristal vibre, ses déformations provoquent l'apparition de charges alternatives dans des directions particulières. Par une taille adéquate du cristal, on sélectionne le mode de vibration voulu et le couplage piézoélectrique avec cette vibration.
    La piézoélectricité étant réversible, l'application d'une tension produit une contrainte sur le cristal. On peut donc injecter de l'énergie vibratoire dans le cristal, et relire le résultat électriquement.
    Le couplage électromécanique obtenu fait qu'entre ses deux électrodes, le quartz est équivalent à un circuit oscillant LC de très haute qualité (c'est à dire de très faible amortissement). En l'insérant dans un circuit à réaction positive, on peut entretenir des oscillations qui, de par les propriétés du quartz, auront une grande précision en fréquence et une faible sensibilité à la température et aux diverses perturbations.
    On a donc un étalon de fréquence précis et bon marché.
    Jean-Marc

  5. #3
    Cdrik78

    Re : question de piezoelectricité

    Merci pour toutes ces informations.

    Cependant je me demande s'il existe des equations d'etats relativement simples reliant la ddp appliqué au quartz et sa frequence de vibration (qui nous interesse). Ayant cherché j'ai seulement trouvé des relations entre l'induction electrique et la contrainte mecanique puis entre l'impedance du quartz et sa frequence de vibration qui sont assé fastidieuses a developpé.

  6. #4
    Jeanpaul

    Re : question de piezoelectricité

    Ca n'est pas simple. Il existe une relation entre induction électrique et contrainte, comme tu disais et aussi entre déformation et champ électrique.
    Pas de lien en revanche entre ddp et fréquence (cette dernière imposée par la forme et l'orientation du quartz).
    On doit traiter des équations électriques/mécaniques couplées, tenir compte aussi de l'amortissement et ça donne un circuit électrique équivalent assez complexe.

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