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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Análise e caracterização da potência elétrica gerada com elemento piezoelétrico
Other Titles: Analysis and characterization of the electric power enerated with a piezoelectric element
metadata.dc.creator: Moreira Filho, Robério Paredes
metadata.dc.contributor.advisor1: Souto, Cicero da Rocha
metadata.dc.description.resumo: Este trabalho apresenta um estudo de caracterização de um elemento piezoelétrico para geração de energia elétrica. Essa caracterização permitiu a determinação da relação entre a deformação mecânica sofrida pelo elemento gerador (piezoelétrico) e a potência elétrica gerada. Os resultados obtidos pelo estudo foram baseados em simulações utilizando um programa de elementos finitos (Ansys) e em dados experimentais. Como elemento piezoelétrico gerador foi utilizada a cerâmica piezoelétrica de Zirconato Titanato de Chumbo (PZT). Para a obtenção dos resultados experimentais, foi desenvolvido um gerador composto por uma viga monoengastada excitada por um shaker (excitador) nas frequências de interesse. Com a utilização deste gerador foi possível constatar que a máxima geração de tensão e potência elétrica ocorreu na frequência de 75 Hz. Para uma carga de 19,69 kΩ, que dividiu, a tensão elétrica gerada em circuito aberto, pela metade na frequência de 75 Hz, foi fornecida uma potência elétrica de 1,877 mW para uma deformação de 387,97 μm/m sobre o PZT. Para esta frequência, os resultados obtidos de deformação elástica e tensão elétrica nas simulações, se mostraram equivalentes aos alcançados no experimento.
Abstract: This work presents a characterization study of a piezoelectric element for generating electricity. This characterization allowed the determination of the relationship between mechanical deformation experienced by the element generator (piezoelectric) and the electric power generated. The results of the study were based on simulations using a finite element program (ANSYS) and experimental data. Was used the ceramic Lead Zirconate Titanate (PZT) as the piezoelectric element of the generator. We developed a generator comprised of a basic cantilever beam excited by a shaker (exciter) at the frequencies of interest. With the use of this generator, it was established that the maximum voltage generation and electrical power occurred at a frequency of 75 Hz. For a load of 19.69 kΩ, which divided the voltage generated under no load condition by half at the frequency of 75 Hz, it was provided an electric power of 1,877 mW for a deformation of 387,97 μm/m on the PZT. For this frequency, the results of elastic deformation and voltage in the simulations, showed to be equivalent to those achieved in the experiment.
Keywords: Materiais piezoelétricos
Captação de Energia
Geração de Energia Elétrica
PZT
Vibração Mecânica
Piezoelectric materials
Power Harvesting
Electric Power Generation
PZT
Mechanical Vibration
metadata.dc.subject.cnpq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal da Paraí­ba
metadata.dc.publisher.initials: UFPB
metadata.dc.publisher.department: Engenharia Elétrica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Citation: MOREIRA FILHO, Robério Paredes. Análise e caracterização da potência elétrica gerada com elemento piezoelétrico. 2014. 142 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal da Paraí­ba, João Pessoa, 2014.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5299
Issue Date: 28-Feb-2014
Appears in Collections:Centro de Energias Alternativas e Renováveis (CEAR) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

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