potenza prodotta da un transduttore piezoelettrico

[ingmarketz]

salve a tutti, sto recentemente studiando circuiti per energy harvesting basati su trasduttori piezoelettrici.
Purtroppo non sono riuscito a capire un concetto base e spero che qualcuno di voi mi illumini.

Il mio dubbio e' il seguente:

1) Ho notato che la maggiore parte dei tecnici e ingegneri che lavorano nel settore, modellano il trasduttore con un generatore di corrente in parallelo con un condensatore che rappresenta la capacita' dovuta agli elettrodi (capacita' parassita).
Al fine di massimizzare la potenza al carico connesso al trasduttore, (in questo caso considero per semplicita' un carico puramente resistivo) , voglio collegare un induttanza in parallelo al trasduttore che risuona con la capacita' parassita del sensore piezoelettrico in modo da eliminare i suoi effetti. Assumendo che abbia progettato l'induttore con il valore corretto, a questo punto il circuito alla risonanza si ridurrebbe al solo generatore di corrente connesso al carico resistivo. A questo punto, iniziano i miei dubbi, La potenza sul carico la posso calcolare come



Questo mi porterebbe a pensare che se aumento la resistenza, la potenza al carico aumenterebbe in proporzione, tuttavia questo secondo me non ha senso perche' teoricamente usando enormi valori di resistenza, potrei ottenere valori assurdi di potenza dal trasduttore, il quale sempre secondo me non potrebbe produrre una potenza maggiore di quella meccanica che lo sta mettendo in oscillazione.

quindi vi chiedo dove sta il problema in questo modello? O dove mi sono perso?

Grazie mille a tutti color che risponderanno

[IsidoroKZ]

Risposta rapida, i dettagli sono complicati e non me li ricordo

Quello che mi pare non consideri e` che quando si ha una tensione ai capi del cristallo, questo si deforma: l'effetto piezoelettrico e` bidirezionale.

Se metti una resistenza di valore sempre maggiore, si ha una tensione piu` alta ma il cristallo si deforma (come se diventasse piu` duro), e diventa sempre piu` difficile schiacciarlo.

[ingmarketz]

Questa e' un informazione importantissima. Grazie mille. Mi sai dare qualche riferimento dove posso trovare questa e altre considerazioni. Sono molto interessato a capire cosa succede in questo sistema. Grazie mille

[DrCox]

Risposta rapida anche da parte mia.

1) Direi che non puoi modellare un piezo semplicemente come un generatore ed una capacità, c'è anche una resistenza

2) se metti un'induttanza che risuoni con la capacità per far sparire le componenti reattive, ti resta la resistenza alla sorgente. Se per un momento ti scordi delle capacità, non è troppo diverso, concettualmente, dall'avere un generatore equivalente di Thevenin/Norton

3)

Giusto, infatti se la corrente fosse costante all'aumentare della resistenza certo che anche la potenza aumenterebbe.
Il problema è appunto che variando la resistenza di carico varia anche la corrente. Si ha un problema di adattamento del carico. Questo a prescindere dagli effetti che diversi carichi hanno sulla sorgente, come detto da Isidoro e di cui non ho sufficienti conoscenze in merito per argomentare ulteriormente.