La principale différence entre la magnétostriction et l'effet piézoélectrique est que l'effet piézoélectrique peut provoquer la conversion directe de l'énergie électrique en énergie mécanique, tandis que l'effet piézoélectrique peut convertir l'énergie d'un champ magnétique en énergie mécanique.
La magnétostriction est une propriété des matériaux magnétiques qui peut faire en sorte que ces matériaux changent de forme ou de dimension pendant le processus de magnétisation. Piézoélectrique fait référence à la propriété de certains matériaux solides qui peuvent accumuler la charge électrique lors de l'application d'une contrainte mécanique.
Qu'est-ce que la magnétostriction ?
La magnétostriction est une propriété des matériaux magnétiques qui peut faire en sorte que ces matériaux changent de forme ou de dimension pendant le processus de magnétisation. En règle générale, l'aimantation d'un matériau présente des variations, qui se produisent en raison du champ magnétique appliqué qui modifie la contrainte de magnétostriction jusqu'à ce que la valeur de saturation soit atteinte.
Figure 01: Un transducteur composé de matériaux magnétostrictifs
L'effet de la magnétostriction provoque une perte d'énergie due à l'échauffement par friction dans les noyaux ferromagnétiques sensibles. De plus, cet effet est responsable du bourdonnement grave qui provient des transformateurs. En effet, les courants alternatifs oscillants ont tendance à produire un champ magnétique changeant.
Typiquement, un matériau magnétique possède des zones appelées domaines, chacun ayant une aimantation uniforme. Si nous appliquons un champ magnétique, les frontières entre les domaines ont tendance à se déplacer pendant que les domaines tournent. Ces deux effets peuvent entraîner une modification des dimensions du matériau.
Qu'est-ce que l'effet piézoélectrique ?
Piézoélectrique fait référence à la propriété de certains matériaux solides qui peuvent accumuler la charge électrique lors de l'application d'une contrainte mécanique. En d'autres termes, il s'agit de l'électricité résultant de la pression et de la chaleur latente. Ce terme est originaire du grec, où piezin signifie presser ou presser et elektron signifie ambre (une des premières sources de charge électrique). Cette propriété est appelée piézoélectricité, et les matériaux présentant cette propriété comprennent des cristaux, certaines céramiques et des matières biologiques telles que des os, de l'ADN et diverses protéines.
Figure 02: Une balance piézoélectrique
Typiquement, l'effet piézoélectrique peut conduire à l'interaction électromécanique linéaire entre les états mécaniques et électriques dans les matériaux cristallins sans symétrie d'inversion. De plus, cet effet est réversible car les matériaux qui peuvent présenter l'effet piézoélectrique peuvent également présenter l'inverse de l'effet (c'est la génération d'une contrainte mécanique qui provient d'un champ électrique appliqué).
La nature de l'effet piézoélectrique est très similaire à celle du moment dipolaire électrique dans les solides. Nous pouvons facilement calculer la densité ou la polarisation dipolaire en additionnant les moments dipolaires par volume de la cellule unitaire cristallographique. Habituellement, les dipôles voisins ont tendance à s'aligner dans des régions appelées domaines de Weiss. Ce processus d'alignement est appelé polarisation, où un fort champ électrique est appliqué à travers les matériaux à des températures élevées. Cependant, tous les matériaux piézoélectriques ne peuvent pas être polarisés.
Quelle est la différence entre la magnétostriction et l'effet piézoélectrique ?
La magnétostriction et l'effet piézoélectrique sont des concepts chimiques importants. La principale différence entre la magnétostriction et l'effet piézoélectrique est que l'effet piézoélectrique peut provoquer la conversion directe de l'énergie électrique en énergie mécanique, tandis que l'effet piézoélectrique peut convertir l'énergie d'un champ magnétique en énergie mécanique.
L'infographie ci-dessous présente les différences entre la magnétostriction et l'effet piézoélectrique sous forme de tableau pour une comparaison côte à côte.
Résumé - Magnétostriction vs effet piézoélectrique
La magnétostriction est une propriété des matériaux magnétiques qui peut faire en sorte que ces matériaux changent de forme ou de dimension pendant le processus de magnétisation. Piézoélectrique fait référence à la propriété de certains matériaux solides où ces matériaux peuvent accumuler la charge électrique lors de l'application d'une contrainte mécanique. La principale différence entre la magnétostriction et l'effet piézoélectrique est que l'effet piézoélectrique peut provoquer la conversion directe de l'énergie électrique en énergie mécanique, tandis que l'effet piézoélectrique peut convertir l'énergie d'un champ magnétique en énergie mécanique.
