Bases et FAQ de la piézoélectricité

par Jessie Wang / lundi, 14 octobre 2013 / Publié dans Blog

Qu’est-ce qui cause la piézoélectricité?

La piézoélectricité est formée lorsque le seul ion de la cage d’atomes est déformé ou soumis au champ électrique. Il y a des structures atomiques qui contiennent une cage qui a des atomes. Parmi les nombreux atomes de cette cage, il y a un ion semi-mobile. Cet ion a un état stable. Cependant, l’état de l’unique ion devient instable lorsque de la pression ou un champ électrique lui est appliqué. Lorsque l’état de l’ion change, de la piézoélectricité est formée.

Définition du champ électrique

Lorsqu’il y a des charges électriques, il y a un champ électrique. C’est le champ électrique qui relie les charges électriques. Il entoure les charges électriques et c’est à travers le champ électrique que les charges électriques interagissent. Lorsqu’une particule très peu chargée est placée à côté d’une autre particule très chargée, la charge de la première particule augmente en raison du champ électrique.

Définition de l’effet pyroélectrique

La polarisation électrique de certains matériaux est susceptible de changer lorsque la température change. Le changement de température provoque une tension entre les électrodes des matériaux. C’est ce qu’on appelle l’effet pyroélectrique.

Définition de l’amortissement

Lorsqu’un objet vibre, il perd une partie de son énergie élastique. L’énergie élastique perdue est due aux frottements causés par des forces extérieures ou par la chaleur à l’intérieur de l’objet. La propension d’un objet vibrant à faire cela s’appelle amortissement.

Définition du module d’élasticité

Le module d’élasticité est également appelé module de Young. Il définit la rigidité d’un matériau. La formule pour calculer le module de Young est Y = (L / A) * (F / delta L). Y est le module de Young. L est la longueur de l’objet tandis que A est la section transversale de l’objet. F est la force appliquée à l’objet.

Dans les situations où la piézoélectricité est utilisée, le module de Young permet d’obtenir la valeur de la rigidité de l’objet soumis à la piézoélectricité.

Le sens de la souche

Tendre un objet, c’est lui appliquer un stress. Il existe une formule pour mesurer la quantité de contrainte appliquée à un objet. Par exemple, lorsqu’un bâton dont la longueur est représentée par L est contraint pour l’allonger, la longueur du bâton allongé devient représentée par L + delta L. Pour obtenir la quantité de contrainte subie par le bâton, delta L est divisé par la longueur d’origine L.

Définition de la résistance à la traction

À un moment donné, un objet soumis à une contrainte se brisera. Pour connaître le point de rupture de l’objet sous l’effet d’une contrainte, la résistance à la traction est calculée. Il est mesuré en utilisant la formule Newton / m 2 ou psi.

Les actionneurs piézocéramiques sont-ils efficaces lorsque le niveau de température est très bas?

La température n’affecte pas vraiment la capacité des actionneurs piézocéramiques à produire de la piézoélectricité. Ainsi, ces actionneurs fonctionneront même lorsque le niveau de température est très bas. La piézoélectricité est due à l’application d’un champ électrique. La température n’a aucun effet sur les champs électriques. De plus, une chute de température ne provoque pas une chute du couplage piézo.

Le poling et dépoling de piezoceramics

Les piézocéramiques sont capables de produire de la piézoélectricité. Mais ces matériaux ne libèrent pas la piézoélectricité juste pour être des piézocéramiques. Pour pouvoir produire de la piézoélectricité, un champ électrique doit leur être appliqué. L’application du champ électrique provoque l’alignement des micro-dipôles des piézocéramiques. L’alignement est appelé poling. Le champ électrique peut également être appliqué dans la direction opposée. Lorsque le niveau de champ électrique appliqué est faible, les piézocéramiques ne sont pas vraiment affectés. Lorsque le champ électrique de niveau moyen est appliqué, la polarisation est légèrement affectée. Lorsque le champ électrique appliqué est élevé, il se produit un dépolissement.