Certains cristaux comme le quartz ou la tourmaline et quelques autres matériaux ont une propriété étonnante et aux applications très intéressantes : ils sont piézo-électriques (du grec piezein : presser).

Principe

Une déformation mécanique (flexion ou torsion) d'une lame de quartz Q fixée dans une pince P provoque l'apparition sur ses faces d'une différence de potentiel qui peut être très importante. Les électrodes E placées sur les deux faces de la lame permettent de recueillir cette tension.
Réciproquement une tension appliquée sur les deux faces d'une lame de quartz provoque la déformation de celle-ci. L'amplitude de la déformation est faible (quelques millièmes de mm)
Le phénomène de la piézo-électricité a été découvert par Pierre CURIE (époux de Marie) et son frère Jacques vers 1880.
La manière de découper la lame de quartz dans le cristal est importante (orientation du plan de taille par rapport à l'axe du cristal).

Applications

Les deux aspects du phénomène sont couramment utilisés :
1) transformation d'un mouvement mécanique en tension. Par exemple :
- allume-gaz piézo-électrique : forte contraite de flexion et tension dépassant 10000 V.
- microphone : vibrations de faible amplitude et de fréquence assez élevée (10 kHz) transformées en signal électrique complexe d'amplitude ne dépassant pas 1 volt.
2) transformation d'une tension en mouvement mécanique :
- source d'ultra-sons
3) utilisation simultanée des deux propriétés du phénomène : composant utilisé pour la stabilisation de la fréquence des oscillateurs ou pour la réalisation de filtres très sélectifs (quartz et résonateurs piézo-électriques)
Les éléments piézo-électriques sont à présent plus souvent réalisés à l'aide de matériaux synthétiques (quartz ou céramiques) qu'en quartz naturel.

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