ика з'явиться е. д. с. . Такий режим роботи перетворювача називають генераторним.
Коефіцієнт електромеханічного перетворення такого перетворювача:
(7)
Перетворювачі електромагнітної системи. Перетворювач електромагнітної системи складається з постійного магніту, муздрамтеатру, якоря - пружної пластини і котушки, одягненою на магнітопровід (див. рис.4). Постійний магніт створює в зазорі між якорем і магнітопроводом магнітний потік, де а - величина зазору, S - площа перерізу магнітопроводу в звзоре. Змінний струм, протікає по котушці, створює змінний магнітний потік. Для спрощення викладок вважаємо, що магнітне опір визначається тільки опором повітряного зазору. Натяг (Тобто сила, прикладена до одиниці поверхні), створюване магнітним полем одно. Тоді сила, прикладена до якоря, дорівнює або:
В
. br/>
1 - постійний магніт, 2 - магнітопровід, 3 - якір, 4 - котушка.
Малюнок 4.
Таким чином, сила, що діє на якір, містить постійну складову, складову з частотою струму і складову з подвоєною частотою (т.к. Отже, такий перетворювач створює нелінійні спотворення сигналу. Щоб зменшити нелінійні спотворення, необхідно, щоб. Мінлива складова сили:
В
Звідки коефіцієнт перетворення електромагнітної системи:
(8)
В
1
Перетворювачі електростатичної системи. Перетворювач електростатичної системи складається з мембрани, розташованої на невеликому відстані d від основи, виготовленого з провідного матеріалу. Між мембраною і підставою через великий опір включений джерело постійного напруги (див. рис.5).
1 - мембрана, 2 - підстава, 3 - ізолююча прокладка.
Малюнок 5.
Розглянемо роботу перетворювача в руховому режимі. Якщо до резистори R підвести змінне напруга, то до мембрани буде докладено напруга U = + U. Сила, що діє на мембрану:
,
де d - відстань між мембраною і підставою, S - площа мембрани, D - електричне зміщення, E - напруженість електричного поля. Перший доданок - постійна складова сили - створює прогин мембрани. Другий доданок - складова сили, змінюється пропорційно прикладеному змінному напрузі - корисний результат перетворення. Третє складова - складова сили, пропорційна квадрату прикладеної напруги - визначає нелінійні спотворення сигналу. У виразі корисної складової сили висловимо змінне напруга через силу струму:
,
де С - ємність пластин перетворювача. З цього виразу отримаємо:
.
Перетворювач може працювати і в генераторному режимі. Коливання мембрани викликають зміну ємності перетворювача і, отже, повного опору кола. Зміни опору викликає зміну сили струму в ланцюзі і падіння напруги на резистори R. Ця напруга є корисним результатом перетворення. p> П'єзоелектричні перетворювачі. П'єзоелектричний ефект був відкритий в 1880 р. братами Кюрі. Суть ефекту полягає в тому, що деякі кристали поляризуються при деформації. При додатку сили до граней кристала змінюються відстані між атомами і розташування зарядів - відбувається зрушення електронної решітки щодо решітки позитивних зарядів, внаслідок чого на гранях кристала з'являються електричні заряди. Таке зрушення можливий лише за певних видах симетрії кристалічної решітки. Тому п'єзоелектричний ефект проявляється не у всіх речовин. Найбільш відомими речовинами, що володіють п'єзоелектричним ефектом є: кварц, сегнетова сіль, дифосфат амонію, дифосфат калію, сульфат літію і т.д. П'єзоефектом можуть володіти й деякі полікристалічні речовини. Створені п'єзокераміки на основі титанату барію, титанату барію-кальцію, титанату барію-свинцю і т.п.
Конструктивно перетворювачі виконують у вигляді пластин, трубок, біморфних елементів і т.п. Коефіцієнт перетворення таких елементів:
,
де П - п'єзоелектрична постійна кристала (п'єзомодуль), А - коефіцієнт, що залежить від форми і розмірів кристала (наприклад, для прямокутної пластини з однорідною деформацією А =).
П'єзоелектричні перетворювачі знаходять застосування при створенні мініатюрних випромінювачів для мобільних телефонів і т.п., а також у ультразвукової апаратури.
