A magneto-mechano-electric coupling equivalent circuit of piezoelectric bimorph/magnets composite cantilever

Abstract

Articles you may be interested inShear strain mediated magneto-electric effects in composites of piezoelectric lanthanum gallium silicate or tantalate and ferromagnetic alloys Appl. Phys. Lett. 105, 032409 (2014); 10.1063/1.4891536 Theoretical analysis on low frequency magneto-mechano-electric coupling behavior in piezo-unimorph/magnet composite J.Energy harvesting from ambient low-frequency magnetic field using magneto-mechano-electric composite cantilever Appl. Phys. Lett.In this study, a magneto-mechano-electric (MME) composite cantilever made of a piezoelectric bimorph and magnets for low-frequency magnetoelectric (ME) coupling was analyzed theoretically and its MME coupling equivalent circuit was developed. Based on equivalent circuit analyses, the dependences of the ME performances, i.e., the ME voltage and charge coefficients, upon the material constants and geometrical parameters of the MME composite cantilever are numerically evaluated. The obtained ME equivalent circuit model provides a theoretical basis to understand and improve the performance of the MME composite cantilever for low-frequency ME coupling. V C 2014 AIP Publishing LLC. [http://dx.

Твердотельный Изгибно-Вибрационный Датчик Низкочастотного Магнитного Поля На Основе Пьезоэлектрического Эффекта

“…Все результаты компьютерного моделирования производились в [14] согласно соотношению (7), а в настоящей работе для определения оптимальных размеров прибора согласно (11). Основным результатом являлось определение оптимальных толщин металла и пьезоэлектрика для получения наибольшего генерируемого напряжения, что ранее [14][15][16] сделано в литературе достаточно подробно. Однако до настоящего исследования не были применены карбоновые основания, что было сделано здесь впервые.…”

“…Равно как является невозможным полное погашение квазистатического магнитного воздействия в произвольной точке пространства в от-личие от аналогичного воздействия электростатической природы. В связи с этим перспективным направлением проектирования датчиков магнитных воздействий является использование кросс-эффектов пьезоэлектричества и магнитострикции, а также этих эффектов в отдельности [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16]. В этом случае входная и выходная цепи связаны лишь механически, а именно через обратимый упругий отклик [10][11][12][13][14][15][16].…”

Theoretical analysis on low frequency magneto-mechano-electric coupling behavior in piezo-unimorph/magnet composite

“…19 Hence, only the axial bending deformation is taken into account, and the effect of the transverse shear deformation can be neglected. Additionally, perfect bonding between the PZT plate and brass sheet is assumed so that the axial strain in the piezo-unimorph is continuous along the thickness direction.…”

“…Whereas, Xing et al [14][15][16] proposed a distinctive type of ME composite constructed by a piezobimorph and magnet, in which giant ME effect was realized by magneto-mechano-electric (MME) coupling, i.e., the interaction coupling of magnetic torque and piezoelectricity. Following that work, Liu et al [17][18][19] further investigated and developed this type of MME composite and obtained colossal ME effect in composite of a piezofiber/copper bender and magnet. Here, we further study a piezo-unimorph/magnet composite and present the corresponding theoretical model, which was not investigated in previous reports.…”

“…Here, we further study a piezo-unimorph/magnet composite and present the corresponding theoretical model, which was not investigated in previous reports. [14][15][16][17][18][19] In this paper, we focus on the dependencies of the low frequency MME coupling behavior upon geometrical parameters for the piezounimorph/magnet composite. We believe that the obtained results will provide a guidance for the optimal design of the piezo-bimorph/magnet composite.…”