前面已经引入了介电常数、弹性常数和压电常数来描写材料的压电性质，这些参量描写的是材料参数。但是在实际应用上，还使用另一个衡量元件压电性质好坏的重要物理量—机电耦合系数（也称压电耦合因子），这是描写元件的参数。例如，压电滤波器的频率宽度、压电变压器的升压比等等都直接与机电耦合系数有关。

所谓“机电耦合系数”就是指压电材料中与压电效应相联系的相互作用强度（也称压电能密度）与弹性能密度和介电能密度的几何平均值之比。用数学式表示机电耦合系数k为:

 

 

 

压电晶体的内能与应力、应变、电位移和电场强度之间的一般关系为:

      

  式中U为压电晶体的内能，包括机械能和电能两部分。

 

设为z切割晶片，如图4-17所示。

若晶片受到沿x方向的应力X1与沿z 方向的电场强度E3 的作用，其它X2、X3、X4、X5、X6、E1、E2皆等于零，在此情况下，晶片的内能表示式为：

薄长条片压电晶片示意图：

          

 

选X、E为自变量，则晶体的第一类压电方程组为：

将上式代入（4-39）式得到晶片的内能表示式为：