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Artículo

An Exact Analytical Solution to Exponentially Tapered Piezoelectric Energy HarvesterUna Solución Analítica Exacta para un Recolector de Energía Piezoeléctrico con Forma Exponencialmente Cónica.

Resumen

Se ha demostrado que el estrechamiento del haz piezoeléctrico a lo largo de su longitud optimiza la potencia extraída de la captación de energía basada en vibraciones. Este fenómeno ha sido investigado por algunos investigadores utilizando métodos semianalíticos, de elementos finitos y experimentales. En este artículo, se presenta una solución analítica exacta para calcular la potencia generada a partir de la vibración de unimorfos y bimorfos exponencialmente estrechados con conexiones en serie y paralelo. Las formas modales normalizadas por masa del haz piezoeléctrico exponencialmente estrechado con masa en el extremo se implementan para transferir las ecuaciones electromecánicas propuestas a coordenadas modales. Los resultados de la solución armónica en estado estacionario se verifican tanto numérica como experimentalmente. Los resultados muestran que existen valores para el parámetro de estrechamiento y la resistencia eléctrica de tal manera que la potencia de salida por masa del captador de energía se maximizará. Además, se

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