Effet piézoélectrique
Principe
Une force \(F\) appliquée à une pièce en matériau piézoélectrique (céramique ou quartz) induit une déformation qui donne naissance à une charge électrique \(Q\).
\(\bbox[10px,border:2px solid black]{\Large{Q=\beta \times F}}\)\(\color{green}{[C]}=\color{green}{[C\times N^{-1}]}\times\color{green}{[N]}\)
\(\beta\) : constante de charge du matériau
Utilisations
- Capteurs (force, pression, accélération, …)
- Création d’étincelles (briquet, allume gaz, …)
- Microphone, Twitter, transducteur à ultrasons
-
- Actionneur de précision (injecteur carburant)
- Nettoyage à ultrasons
- Microgénérateur
- Télécommande de TV sans pile
Modélisation
Une cellule piézo peut être modélisée ainsi :
- mécanique : un ressort en parallèle avec un amortisseur
résistance à la compression entre 400MPa et 600MPa
module de Young : de 3 à 74 GPa
Caractéristiques mécaniques PVDF et PTZ
| Parameter | Unit | PVDF | PZT |
| Strain /Piezoelectric charge constant d31 | q/N or m/v*10-12 | 23 | 110 |
| Stress/Piezoelectric voltage constant g31 | v-m/N*10-3 | 216 | 10 |
| Elastic compliance s | m2/N*10-12 | 330 | 13.5 |
| Mass density | kg/m3 *103 | 1.78 | 7.5 |
| Relative dielectric constant ε/ε0 | 12 | 1200 | |
| Piezoelectric coupling factor k31 | % | 0.12 | 0.30 |
| Youngs modulus Y | N/m2*109 | 3 | 74 |
source : International Journal of Advance Engineering and Research Development (IJAERD)
Volume 5, Issue 03, March-2018, e-ISSN: 2348 – 4470, print-ISSN: 2348-6406
Khan_2014_J._Phys.__Conf._Ser._500_112038
- conversion mécanique-électrique : générateur de courant proportionnel à la vitesse de déformation
- électrique : un condensateur
sa capacité peut-être facilement mesurée à l’aide d’un multimètre haut de gamme
MATLAB/Simscape
