Eine dünne Platte aus Quarz (c) ist auf zwei gegenüberliegenden Seiten mit einem leitfähigen Material (a), (b) beschichtet (siehe Abbildung). Wird nun eine Zug- oder Druckkraft auf die Anordnung ausgeübt, entsteht zwischen den Punkten (d) und (e) eine elektrische Spannung "U". Die Polarität der erzeugten Spannung hängt von der Richtung der Kraft (Druck/Zug) ab.
Umgekehrter piezoelektrischer Effekt:
Wird dagegen an die Punkte (d) und (e) eine Spannung angelegt, verlängert oder verkürzt sich die Quarzplatte.
Aufgabe:
Mit Hilfe des piezoelektrischen Effekts können mechanische Schwingungen in elektrische Schwingungen umgewandelt werden. Z. B. für Mikrofon, Klopfsensor, Drucksensor.
Mit Hilfe des umgekehrten piezoelektrischen Effekts können elektrische Schwingungen in mechanische Schwingungen oder Bewegungen umgewandelt werden: Piezolautsprecher, Stellglieder.
Kombiniert werden beide Effekte im Schwingquarz angewandt: Legt man an die Punkte (d) und (e) eine Wechselspannung an, deren Frequenz etwa der mechanischen Resonanzfrequenzen (Grund- oder Oberschwingungen) der Quarzplatte entspricht, wird der Quarz zu Resonanzschwingungen angeregt, welche die Frequenz der elektrischen Schwingungen stabilisieren. Schwingquarze werden deswegen oft eingesetzt, wo es auf eine hohe Frequenzstabilität ankommt (z.B. in Taktgeneratoren (Oszillatoren) für elektronische Uhren und Mikroprozessoren).
