Коэффициент полезного действия

Электроакустический КПД ПП, как и МСП, определяется уравнением:

η_эа = Р_а/Р_э = η_эм∙η_ма (2.100)

η_эм – определяется типом излучателя (полуволновым, четвертьволновым, многослойным) и мощностью потерь на нагрев диэлектрика. У ПП она значительна из-за явления диэлектрического гистерезиса.

Электромеханический КПД определяется по формуле:

(2.101)

η_ма зависит от потерь на внутреннее трение в материале и элементах крепления, а также от согласования волновых сопротивлений излучателя и нагрузки. Значительный нагрев керамики часто требует интенсивного охлаждения. Коэффициент полезного действия ПЭП определяется активной нагрузкой в технологическом режиме: нагрузочным коэффициентом ρ и коэффициентом электромеханической связи по мощности k_p.

Электромеханический КПД:

(2.102)

Механоакустический КПД:

(2.103)

Электроакустический КПД:

(2.104)

КПД излучателей зависит от среды, в которой работает ПП и степени согласования с ней. Обычно эта величина составляет от долей процента в воздушной среде до 40…49% в воде.

Преимущества ПП

1. Высокая технологичность, как самих пьезоэлементов, так и сборка пакетов.

2. Широкий диапазон рабочих частот и большая настройка.

3. Доступны и дешевы основные материалы.

4. Малые габариты.

5. Отсутствует ток подмагничивания (смещение достигается начальной поляризацией).

6. Многообразие форм активных элементов.

Недостатки ПП

1. Склонность к старению и потере поляризации, особенно при повышенных температурах.

2. Малая механическая прочность.

3. Малые удельные мощности.

4. Трудности в согласовании с генератором.

5. Металлизация.