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数量:10 (8)DOI: 10.37532 / 2320 - 6756.2022.10 .294 (8)

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比较能量传递的效率和机电耦合振子的混合熵

*通信:

苏菲喜欢研究主管,大学物理,英国
电子邮件:physastronomy@journalres.com

文摘

利用可变电容器,静电能源矿车转换动能能源为电能。缺乏知识的上限能源转换效率阻碍努力增加电力生产。热引擎的理论最大转换效率是熵和第二密不可分法律的热力学。设置一个转换效率的限制,它可能需要为动能为类似的思想奠定了基础能源矿车。因此,第一次,统计力学的混合熵的概念是用来描述能源有关机电振荡器之间的转移。

介绍

最常见的来源能源收获权力微型传感器在一系列应用程序仍然是环境振动能量。通过电磁、压电或静电传导振动能源环境中的转化为电能。前两个转导过程作为所有动能商业矿车的基础例子是心灵生绣技术或压电和懒人的压电发电机电磁发电机XIDASIOT或EnOcean。微尺度变量款电容静电矿车仍在研究阶段,因为他们的性能来满足当前电力需求不足。这种发电机的输出功率是增加使用各种技术,如impact-based矿车、平行耦合,和创新的设备几何图形。不确定性的变量影响的理论上限功率转换仍然是一个典型的问题。在现实中,尽管一些指标,包括效率、效果和品质因数,提出了过去,一个共同的衡量评估静电矿车的性能还有待发展。后边依照这个圆形提出静电harvester-specific功效的公式。耦合系数、质量因素,和基准物质密度仍依赖于建立有效性方面,它可能无法提供必要的见解可能聚集的最大功率。霍尔沃森致信解决静电问题能源矿车操作达到或接近他们的基本限制。检查系统由一个弹簧质量通过可变电容器连接到一个inductance-capacitor电路。熵是机电子系统结合时产生。系统的控制方程和他们能源方面研究了无因次(1]。一个保守系统的假设下,弱耦合之间的电气和机械领域,和相同的两个振子的固有频率,混合熵的变化与趋势在系统的总能量。它是发现的最高效率能源两个域之间的转移可能是预测的混合熵。在场景下的研究中,机械领域能源总系统能源比率为67%导致混合熵和效率值最高。

总的来说,这些作品展示彻底掌握机电系统之间的关系,阻尼效果,增加电力所需的参数仍有需要确定实际的理论最大值能源收集的这些设备的多少能源可以获得从一个特定的机械振动能源输入其他能源转换的技术效率具有理论上界。卡诺效率为热引擎,或者作为一个例子,风力涡轮机贝茨的极限。基本的限制类似于卡诺效率总是需要研究一个系统没有损失,可以逆转,因为任何不可逆系统的效率不可能低于这个系统,熵的概念,第二法律热力学的应用于其他工程学科如流体力学、电力、信息理论、机械振动和统计能源分析,因为他们扮演了一个重要的角色在决定的基本限制能源转换效率在热引擎和风力涡轮机。为了建立一个基本的限制能源转换,它可能是有益的调查一个类熵的概念对电动振动能源转换系统,和这里的工作开展2]。背后的想法静电振动能源矿车是当两个电极暴露于外部振动,其电容变化的电容可以改变不同的两个电极之间的距离,电极重叠的地方,或两个电极之间的介质平行板电容公式的基础上,提出了众多结构静电能源矿车。本质上,联系机电oscillators-like那些详细的在未来section-make静电能源矿车。自1960年代初以来,在与振荡器功率流进行了研究。里昂和建议的热流类比最初Maidani解决这个问题之后,在一个开创性的论文,Carcaterra提供了entropy-based配方的功率流机械振子有关。振荡器的熵定义基于模态能量的平均水平。

结论

为了描述无耗散有关机电振荡器、这项工作调查统计力学混合熵的概念。混合熵使它更简单能源两个系统之间的移动。当机械振子的固有频率设置为同电子振荡器,平均混合熵和效率的趋势能源两者之间的转移能源检查域。它是发现,在这种情况下,最高效率的能源两个域之间的转移可能是预测的混合熵。本研究的结果也意味着提高最初的机械能源可以更有效地提高效率能源在这些保守耦合机械振子转移。

Refernces

1. Yeatman EM Mitcheson PD,饶GK, et al。能量收集无线电子设备从人类和机器的运动。IEEE学报》上。2008,96 (9):1457 - 86。谷歌学术搜索
2. Ouro-Koura H, Sotoudeh Z, Tichy J,等。的有效性能源传输与耦合的机电振荡混合熵。能量。2022;15 (17):6105。谷歌学术搜索