Математичне моделювання п’єзоелектричного трансформатора стрижневого типу

Актуальність застосування різних функціональних елементів п’єзоелектроніки в силових та інформаційних системах пояснюється, перш за все, їх високою надійністю, а також малими габаритами і вагою, що значною мірою полегшує вирішення проблеми мініатюризації таких систем. Основною метою статті є побудова математичної моделі п’єзоелектричного трансформатора стрижневого типу. Нині існує потреба у створенні цілісної методики побудови математичних моделей п’єзоелектричних трансформаторів, яка могла б використовуватися як теоретична основа розрахунку їх характеристик і параметрів. Основний результат статті можна зафіксувати в такий спосіб: отримано математичну модель стрижневого п’єзоелектричного трансформатора, принцип дії якого передбачає використання поздовжніх коливань у призматичному стрижні. Показано основні особливості математичного моделювання п'єзоелектричних трансформаторів, розглянуто найпростішу конструкцію трансформатора у вигляді призматичного стрижня з прямокутним поперечним перерізом, виготовленого з поляризованої п'єзокераміки. Напружено-деформований стан стрижня на всіх без винятку його ділянках залежить одночасно від амплітудних значень потенціалів на електродах первинного і вторинного електричних кіл п'єзоелектричного трансформатора. Це означає, що потенціали пов'язані між собою лінійною залежністю. Ця залежність є формальним (математичним) описом акустичного (механічного) зв'язку, який існує в суцільному п'єзокерамічному стрижні між хвильовими полями (матеріальними частинками) на його різних ділянках