Les cristaux de silicium et l'électricité
THÈME: Matière et forme
MATHÉMATIQUES / SCIENCES PHYSIQUES
L'EFFET PIEZOELECTRIQUE : ASPECT PHYSIQUE
Becquerel a montré qu’il existe une relation entre la pression exercée sur le cristal et la tension produite. La tension et la pression exercée sont liées par la relation:
- U : tension en Volts
- P : la pression exercé sur le cristal en Pascals
- S : constante de sensibilité
Or, la constante de sensibilité dépend de deux choses : la constante piézoélectrique et la largeur du cristal. On a :
- k : constante piézoélectrique
- h : la largeur du cristal en m
Donc on peut dire que :
La constante piézoélectrique change avec le matériau utilisé. Cette constante est obtenue à partir d’expériences rigoureuses dans les laboratoires.
U=S * P
U=k * h * P
S=k * h
Expérience :
Nous avons maintenant voulu vérifier cette propriété que possèdent certains cristaux en faisant une expérience. Pour cela, nous avons utilisé un briquet dit « électronique » qui fonctionne en fait grâce à un élément piézoélectrique : le quartz.
L’étincelle créée grâce à l’énergie électrique permet d’enflammer le gaz.
Pour réaliser notre expérience, nous avons dû séparer l’élément piézoélectrique du reste du briquet.
Enfin, nous avons branché notre élément piézoélectrique à un multimètre, tout en appliquant une pression sur celui-ci.
Au final, on obtient une tension, la propriété est donc vérifiée. Cependant, n'ayant aucune valeur de la pression exercée sur l'élément piézoélectrique et sachant que cette valeur influe sur la tension produite, la valeur de tension obtenue n'est pas significative.
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