Quelle est la différence entre le piézoélectrique et le piézorésistance

Le Différence clé entre piézoélectrique et piézorésistance est que le piézoélectrique fait référence à la présence de polarisation électrique qui résulte de l'application de la contrainte mécanique, tandis que le piézorésistance se réfère à la présence d'un changement dans la résistivité électrique d'un semi-conducteur lors de l'application de déformation mécanique.

La piézoélectricité est la charge électrique qui s'accumule dans certains matériaux solides, y compris les cristaux, certains types de céramique et les matériaux biologiques, qui comprend les os, l'ADN et les protéines. L'effet piézorésistif est l'opposé de ce phénomène.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que le piézoélectrique 
3. Qu'est-ce que le piézorésistance
4. Piézoélectrique et piézorésistif sous forme tabulaire
5. Résumé - piézoélectrique vs piézorésistif 

Qu'est-ce que le piézoélectrique?

Le piézoélectrique fait référence à la présence de polarisation électrique qui résulte de l'application de la contrainte mécanique. Ce phénomène est connu sous le nom de piézoélectricité. La piézoélectricité est la charge électrique qui s'accumule dans certains matériaux solides, y compris les cristaux, certains types de céramique et les matériaux biologiques qui comprennent les os, l'ADN et les protéines. Cette accumulation de charges électriques se produit en réponse à une contrainte mécanique appliquée. En d'autres termes, la piézoélectricité est l'électricité qui provient de la pression et de la chaleur latente.

Figure 01: Un équilibre piézoélectrique

Généralement, l'effet piézoélectrique provient de l'interaction électromécanique linéaire entre les phases mécaniques et électriques dans les matériaux cristallins sans symétrie d'inversion. De plus, l'effet piézoélectrique peut être identifié comme un processus réversible. En d'autres termes, les matériaux qui peuvent montrer l'effet piézoélectrique peuvent également montrer l'inverse de l'effet piézoélectrique. Le processus inverse est la génération interne d'une déformation mécanique qui provient du champ électrique appliqué.

Lorsque l'on considère l'histoire de cet effet, il a été découvert pour la première fois par les physiciens français Jacques et Pierre Curie en 1880. Depuis lors, cet effet a eu de nombreuses applications, notamment la production et la détection du son, l'impression à jet d'encre, la génération d'électricité haute tension, les microbalances, etc.

Qu'est-ce que le piézorésistance?

Piezorésistive fait référence à la présence d'un changement dans la résistivité électrique d'un semi-conducteur lors de l'application de déformation mécanique. C'est l'opposé de l'effet piézoélectrique. Il ne peut provoquer un changement que de la résistance électrique (pas dans le potentiel électrique). L'effet piézorésistif a été découvert pour la première fois par Lord Kelvin en 1856 en utilisant des dispositifs Meta sous l'application d'une charge mécanique.

Dans les conducteurs et les semi-conducteurs, les changements dans l'espacement interatomique proviennent de l'effet de déformation des interdictions, ce qui permet aux électrons de se déplacer facilement dans la bande de conduction. Ce mouvement entraîne un changement dans la résistivité des matériaux.

Habituellement, la piézorésistivité dans les métaux se produit en raison du changement de géométrie, qui provient de l'application de la contrainte mécanique. Même si l'effet piézorésistif dans certains matériaux est petit, il n'est pas négligeable. Nous pouvons simplement calculer l'effet piézorésistatif en utilisant l'équation suivante, qui est dérivée de la loi d'Ohm.

Dans l'équation ci-dessus, R est la résistance, est la résistivité, l est la longueur du conducteur, et a est la zone de section transversale du flux de courant.

Quelle est la différence entre le piézoélectrique et le piézorésistance?

Piézoélectrique et piézorésistance sont des termes qui sont opposés les uns aux autres. La principale différence entre le piézoélectrique et le piézorésistance est que le piézoélectrique se réfère à la présence de polarisation électrique qui résulte de l'application de la contrainte mécanique, tandis que le piézorésistance se réfère à la présence d'un changement dans la résistivité électrique d'un semi-conducteur lors de l'application de la souche mécanique.

Le tableau suivant résume la différence entre piézoélectrique et piézorésistance.

Résumé - piézoélectrique vs piézorésistif

Piézoélectrique et piézorésistance sont des termes qui sont opposés les uns aux autres. La principale différence entre le piézoélectrique et le piézorésistance est que le piézoélectrique signifie la présence de polarisation électrique qui résulte de l'application de la contrainte mécanique, tandis que le piézorésistance signifie la présence d'un changement dans la résistivité électrique d'un semi-conducteur lors de l'application de contrainte mécanique.

Référence:

1. «Comment fonctionne piézoélectricité." Blog Eagle, 2 février. 2021.

Image gracieuseté:

1. «Équilibre piézoélectrique présenté par Pierre Curie à Lord Kelvin, Hunterian Museum, Glasgow» de Stephencdickson - Propre travaux (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia