Här är de två primära metoderna:
1. Piezoelektrisk effekt:
* Hur det fungerar: Vissa material, som kvarts, keramik och vissa polymerer, uppvisar den piezoelektriska effekten. Detta innebär att de genererar en elektrisk laddning när de utsätts för mekanisk stress, som vibrationer.
* Mekanism: När ett piezoelektriskt material vibreras, deformeras dess kristallstruktur. Denna deformation förskjuter laddningarna i materialet och skapar en elektrisk potentialskillnad, som kan mätas som en elektrisk ström.
* Applikation: Denna metod används i olika applikationer som:
* Vibration Energi skördare: Dessa enheter samlar energi från omgivningsvibrationer till driver små elektroniska enheter.
* piezoelektriska sensorer: Dessa enheter upptäcker och mäter vibrationer i olika applikationer, till exempel i bilmotorer, medicintekniska produkter och byggnadsövervakning.
2. Elektromagnetisk induktion:
* Hur det fungerar: Denna metod använder Faradays lag om elektromagnetisk induktion. När en ledare rör sig inom ett magnetfält induceras en elektrisk ström i ledaren.
* Mekanism: En trådspole placeras nära ett vibrerande föremål. Vibrationen får spolen att röra sig inom ett magnetfält, vilket inducerar en ström.
* Applikation: Denna metod används främst i:
* Akustiska energikörare: Dessa enheter samlar energi från ljudvågor, som i huvudsak är vibrationer i luften.
* Mekaniska energikördare: Dessa enheter fångar energi från mekaniska vibrationer, som de som genereras av maskiner eller mänsklig rörelse.
Här är en uppdelning av de viktigaste elementen som är involverade i båda metoderna:
piezoelektrisk:
* piezoelektriskt material: Kvarts, keramik eller polymer som uppvisar den piezoelektriska effekten.
* vibration: Den mekaniska spänningen som appliceras på det piezoelektriska materialet.
* Elektrisk utgång: Den elektriska strömmen som genereras av den piezoelektriska effekten.
Elektromagnetisk induktion:
* ledare: En trådspole som rör sig inom ett magnetfält.
* magnet: Skapar magnetfältet som ledaren rör sig inom.
* vibration: Rörelsen av spolen i magnetfältet på grund av vibrationer.
* Elektrisk utgång: Den elektriska strömmen inducerad i spolen på grund av det förändrade magnetiska flödet.
Båda metoderna har sina fördelar och nackdelar:
piezoelektrisk:
* Fördelar: Effektivitet med hög energiomvandling, enkel design, ett brett utbud av material tillgängliga.
* Nackdelar: Begränsad effektutgång, känslig för temperaturförändringar.
Elektromagnetisk induktion:
* Fördelar: Högre effektutgång jämfört med piezoelektrisk, mindre känslig för temperaturförändringar.
* Nackdelar: Större och tyngre enheter, lägre energinvandlingseffektivitet.
I slutändan beror den bästa metoden för att konvertera vibrationer till elektricitet på den specifika applikationen och önskade utgångsegenskaper.
