Travaux Personnels Encadrés

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Certains corps ont la propriété de se charger électriquement lorsqu'ils sont soumis à une contrainte mécanique. Ce comportement, spontané dans plusieurs cristaux naturels ou synthétiques tel que le quartz est dû à la structure cristalline.

Dans le cas du quartz, nous l'avons dit précédemment, celui-ci adopte un système hexagonal.

Dans chaque maille du cristal se répartissent des particules électriquement chargées dont certaines sont positives (les cations silicium) et d'autres sont négatives (les anions oxygène). La contrainte mécanique amène cations et anions à se rapporcher pour constituer des couples de charges positives et négatives (dipôles) qui créent le champ électrique. (Images 1, 2, 3 et 4)

C'est ce qu'on appelle l'effet piézoélectrique direct.

Un allume-gaz permet d'illustrer ce phénomène. (Image 5)

A l'inverse, un cristal capable de générer une tension électrique sous l'effet d'une déformation mécanique peut tout aussi bien se déformer sous l'effet d'un champ électrique.

C'est l'effet piézoélectrique inverse, utilisé en horlogerie.

 

C'est ainsi que nous avons réalisé quelques expériences avec un cristal de quartz. Voir rubrique "Nos Expériences"