і їх розташування можна отримувати різні значення коефіцієнта трансформації. Пьезотрансформатори зазвичай використовують в резонансному режимі, при якому досягаються великі значення коефіцієнта трансформації (Порядку декількох сотень). Пьезотрансформатори використовують у високовольтних джерелах вторинного електроживлення.
Розглянемо в загальних рисах явища, що відбуваються в п'єзоелектрик, для двох випадків п'єзоелектричного перетворення енергії.
В
П'єзоелемент (ПЕ) - тіло з п'єзоелектрика певних розмірів, геометричної форми і орієнтації щодо основних кристалографічних осей (або напрямки поляризації в разі п'єзокераміки, що має провідні обкладки (електроди).
Рис. 8 П'єзоелемент: 1 - пластина з п'єзоелектрика; 2 - електроди з провідного матаріала, накладені на межі пластини
Таким чином, пьезоелемент являє собою електричний конденсатор з твердим (Кристалічним або керамічним) діелектриком. Особливістю такого конденсатора є наявність п'єзоелектричних властивостей у діелектрика, заповнює простір між електродами. Нижче буде показано, яке значення має наявність пьезоеффекта і яким чином він впливає на електричні та механічні характеристики пьезоелемента. Якщо пьезоелемент використовується як електромеханічний перетворювач, то його орієнтацію вибирають виходячи з вимог досягнення найбільшого ефекту. Зовнішні сили (як механічні, так і електричні), що впливає на пьезоелемент, можуть бути як розподіленими, так і зосередженими. Розподілені сили дозволяють досягти більш ефективного перетворення. Тому для більш ефективної поляризації обсягу пьезоелектріка використовують електроди,. покривають всю площа граней пьезоелемента, а для створення рівномірно розподіленого механічної напруги - накладки з пружного матеріалу, добре прилеглі до гранях пьезоелемента і перетворюють зовнішні зосереджені сили в розподілені.
Зовнішня сила викликає деформацію пьезоелемента, його поляризацію і виникнення на електродах протилежних електричних зарядів. Величина електричного заряду або виникає при цьому напруги може бути виміряна відповідним вимірювальним приладом, приєднаним до електродів пьезоелемента. Зовнішня сила повідомляє п'єзоелементи енергію у вигляді пружної деформації, яка може бути розрахована, якщо відомі величини впливає сили і жорсткість пьезоелемента. Одночасно з деформацією пьезоелемента на його електродах виникає електричну напругу. Отже, частина енергії, що повідомляється п'єзоелементи зовнішньою силою, виявляється електричної та її величина може бути розрахована, якщо відомі електрична напруга на електродах і ємність пьезоелемента.
Зовнішня механічна сила, що впливає на пьезоелемент, повідомляє останньому енергію W0 у вигляді енергії пружної деформації і енергії заряду ємності пьезоелемента. Якщо позначити енергію пружної деформації пьезоелемента через Wм, а електричну енергію заряду його ємності через Wе, то повна енергія W0, повідомлена п'єзоелементи,...
