TRASDUTTORI ELETTROMECCANICI

TRASDUTTORI ELETTROMECCANICI

-  rappresentazione mediante quadrupolo: (elet.ac.2.1-2.2)

·   Z_me = -Z_em^*  per la conservazione della potenza, nel caso di accoppiamento privo di perdite.

-  calcolo delle impedenze di accoppiamento Z_em: (elet.ac.2.3-2.3.2, 2.3.4)

·   accoppiamento magentico Z_em = R_em

§ Conduttore mobile (bobina): F = B₀I  quindi      R_em = B₀

§ Ferro mobile: , ponendo B = B₀+B_msinwt e considerando le grandezze simboliche si ottiene  (è molto sensibile); ma flusso attraverso la bobina, con N numero di spire e riluttanza. Dunque  (vedi anche i calcoli per il microfono).

·   accoppiamento elettrostatico Z_em = jX_em

§ Condensatore con armatura mobile:  analoga alla sorgente sonora a ferro mobile;

Il funzionamento come microfono avviene cercando di mantenere Q costante con una grossa R verso la tensione di polarizzazione. In questo modo vale:  con x = spostamento dell’armatura. Quindi

-  grandezze caratteristiche: (elet.ac.2.4)

·   Impedenze primarie e trasferite, Z_m,1,   e  Z_e,1, . Teorema di reciprocità (vale anche se ci sono perdite).

·   Diagrammi vettoriali per le impedenze trasferite (solo accoppiamento magnetico perché quello elettrostatico genera una Z_e,t (Z_m,t) trascurabile rispetto alla Z_e,i (Z_m,i)). Viene fuori una circonferenza percorsa in senso orario. Diagrammi per le impedenze primarie (caso Z_e=R+jwL e Z_e= =R+wR’+jwL).

·   Risonanza elettromeccanica. Si ha quando Z_m,i e Z_e,i si palleggiano potenza reattiva senza che dall’esterno venga fornita potenza. Questo si può vedere considerando W_a”/W_a^tot che andrà a ¥ quando W_a^tot = 0 e W_a”¹ 0 (perché W_a” = -W_a’); se sono presenti elementi resistivi allora W_a”/W_a^tot assumerà valore max. Questo significa che la parte resistiva di Z_m,i e Z_e,i dovra essere minima. Nei trasduttori ad accoppiamento elettrostatico non c’è la risonanza elettromeccanica.

·   Rapporti di trasformazione di tensione e di corrente n_V, n_I per il microfono e n’_V, n’_I per la sorgente.

§ Calcolo nel caso generale sotto carico.

§ Calcolo a vuoto (circuito aperto o organo mobile bloccato) V = Z_meU; quindi n_V0. Per la sorgente invece F = Z_emI; quindi n’_V0. n_I e n’_I non sono definite perché nel secondario non scorre corrente.

§ Calcolo in cortocircuito (impedenza di carico nulla o organo mobile vibrante nel vuoto); si ragiona analogamente al caso a vuoto.