Lexique de la technique Petermann

Lexique

Sie kennen das Piezo-Feuerzeug? Man drückt den Drücker, so dass von einem Piezoelement aus ein Funke entsteht, der dann das ausströmende Gas entzündet.

Bei den Schwingquarzen wird der umgekehrte Piezoeffekt verwendet. D.h., dass durch Anlegen einer externen Spannung der Resonator zum Schwingen gebracht wird.

Der umgekehrte Piezoeffekt beschreibt die Eigenschaft bestimmter kristalliner Materialien – insbesondere Quarz (SiO₂) -, sich bei Anlegen einer elektrischen Spannung mechanisch zu verformen. Dies geschieht proportional zur angelegten elektrischen Feldstärke und abhängig von der Kristallorientierung.

In einem Schwingquarz wird dieser Effekt gezielt genutzt:

Legt man eine Wechselspannung an die Elektroden eines Quarzkristalls an, so beginnt dieser aufgrund des umgekehrten Piezoeffekts mechanisch zu schwingen. Die Frequenz dieser Schwingung hängt von den geometrischen Eigenschaften (z. B. Dicke und Schnittwinkel) des Quarzkristalls ab und liegt typischerweise im Bereich von kHz bis MHz.

Bedeutung

Diese mechanische Schwingung ist extrem stabil und präzise. Dadurch eignen sich Schwingquarze hervorragend als Taktgeber in elektronischen Schaltungen – zum Beispiel in Uhren, Mikrocontrollern, Kommunikationsgeräten und Frequenzgeneratoren.

Entdeckung des piezoelektrischen Effekts

· Entdecker: Jacques und Pierre Curie

· Jahr: 1880

· Beschreibung: Die Brüder Curie entdeckten, dass bestimmte Kristalle (z. B. Quarz, Turmalin, Topas) beim mechanischen Verformen elektrische Ladungen an ihren Oberflächen erzeugen – dieser Effekt wurde als direkter piezoelektrischer Effekt bekannt.

 


 

Vorhersage des umgekehrten piezoelektrischen Effekts

· Theoretiker: Gabriel Lippmann

· Jahr: 1881

· Beschreibung: Lippmann leitete theoretisch ab, dass aufgrund der Reversibilität physikalischer Prozesse auch der umgekehrte Effekt existieren müsse: Eine elektrische Spannung sollte eine mechanische Deformation im Kristall verursachen.

 


 

Experimentelle Bestätigung des umgekehrten Effekts

· Forscher: Jacques und Pierre Curie

· Jahr: 1881

· Beschreibung: Die Brüder Curie bestätigten kurz nach Lippmanns Vorhersage experimentell, dass sich Kristalle unter elektrischer Spannung tatsächlich mechanisch verformen – der umgekehrte piezoelektrische Effekt war damit nachgewiesen.

 


 

Ist doch sehr spannend zu erfahren, dass beim Schwingquarz eine Basistechnologie verwendet wird, die vor über 145 Jahren von den Curie Brüdern entdeckt wurde.

Wenn Sie noch weitere Fragen hierzu haben, dann bitte wenden Sie sich an info@petermann-technik.de, oder rufen Sie uns unter +49/8191/305395 an. Unsere Experten freuen sich auf Ihre Kontaktaufnahme.

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