2015-04-01
3394
Выше были использованы безразмерные величины (24) и (26), названные коэффициентами электромеханической связи. Они определяются физическими константами пьезоэлектрика e, C и ε и служат его обобщенной характеристикой, во многом определяющей свойства устройств, в которых используется данный пьезоэлектрик. В литературе имеются различные определения этой величины. В [5], например, определение коэффициента электромеханической связи сопровождается следующими рассуждениями. На распространение плоских упругих волн в пьезоэлектрической среде оказывают влияние лишь продольные компоненты электростатических полей, вызванных поляризацией пьезоэлектрика. Упругие волны, сопровождаемые продольными пьезополями, называются “пьезоактивными”.Для них эффективный модуль упругости “ужесточается”. Величина этого “ужесточения” и определяет коэффициент электромеханической связи, который дается формулой
где C - “неужесточенный” модуль упругости пьезоэлектрика, C* - “ужесточеный” за счет пьезоэффекта модуль упругости.
Из рассмотренных выше чистых мод упругих волн “пьезоактивными” будут продольные волны вдоль оси x3 и поперечные волны вдоль оси x 1. В [6] коэффициент электромеханической связи определяется как отношение плотности взаимно упругой и электрической энергии к среднему геометрическому значению плотности внутренних упругой и электрической энергий. Плотность внутренней энергии кристалла (в пренебрежении тепловыми и магнитными членами) можно записать как сумму механической и электрической энергий
Если подставить сюда выражения для T i j и D m из (6) и (8), то будем иметь
Первое слагаемое в этом выражении представляет собой плотность упругой энергии, второе - плотность электрической энергии и третье - плотность так называемой взаимной энергии или энергии электромеханического взаимодействия. В соответствии с высказанным определением можно получить
Существуют и другие определения понятия коэффициента электромеханической связи [6], на которых мы не будем здесь останавливаться.
