Effetto piezoelettrico

Effetto piezoelettrico Fenomeno fisico per cui, sottoponendo a sollecitazioni meccaniche una lamina di una certa categoria di cristalli, si manifesta una differenza di potenziale tra le sue due facce. L'effetto si verifica anche in forma opposta: l'applicazione di un campo elettrico a due facce opposte di un cristallo ne produce una deformazione meccanica. La piezoelettricità fu osservata nel 1880 da Pierre Curie e dal fratello Jacques nel quarzo e nei sali di Rochelle, ma si manifesta in diversi altri solidi cristallini, quali il titanato di bario e la tormalina.

L'effetto piezoelettrico si deve alla particolare struttura microscopica di alcuni cristalli, la cui cella unitaria (il poliedro elementare che costituisce la struttura base del reticolo cristallino) non è simmetrica. Quando un cristallo di questo tipo subisce una compressione meccanica, gli ioni che costituiscono i vertici di ogni cella si spostano dalla posizione di equilibrio, causando la polarizzazione del corpo. L'effetto macroscopico della polarizzazione è la comparsa di una distribuzione di carica superficiale sulle facce del cristallo, e quindi di una differenza di potenziale elettrico. Al contrario, quando viene applicato un campo elettrico esterno, gli ioni delle celle elementari si orientano secondo la direzione del campo, producendo globalmente una deformazione del corpo.

La capacità dei cristalli piezoelettrici di trasformare sollecitazioni meccaniche in tensioni elettriche e viceversa viene sfruttata per realizzare trasduttori, puntine per giradischi, microfoni e orologi al quarzo. Tali cristalli trovano impiego anche come elementi risonanti negli oscillatori elettronici (vedi Radio) e negli amplificatori per alte frequenze, dal momento che la frequenza di risonanza dei cristalli, tagliati in modo opportuno, è particolarmente stabile e precisa.