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Avaliação de compósitos magnetoelétricos para aplicações em energy harvesting e atuadores

Evaluation of magnetoelectric composites for applications in Energy Harvesting and actuators
Authors: Sousa, Diogo Manuel Freitas de;

Avaliação de compósitos magnetoelétricos para aplicações em energy harvesting e atuadores

Abstract

Num mundo em constante evolução tecnológica, a criação de dispositivos de pequeno porte, baixo custo e utilização energética eficiente torna-se cada vez mais preponderante. Neste sentido, o desenvolvimento de diversos sistemas na área de Energy Harvesting apresenta-se como uma abordagem interessante para melhorar a eficiência energética da eletrónica de baixo consumo. Esta dissertação tem como principal objetivo a “Avaliação de compósitos magnetoelétricos para aplicações em Energy Harvesting e atuadores”. Os compósitos magnetoelétricos (ME) são constituídos por dois tipos de materiais acoplados, um material piezoelétrico e outro magnetoestritivo. Estes compósitos alteram a sua polaridade quando sujeitos a um campo magnético (efeito ME direto) ou a sua magnetização quando sujeitos a um campo elétrico (efeito ME inverso). Deste modo, alguns dos materiais atualmente utilizados para sensores, atuadores ou elementos eletrónicos poderão vir a ser substituídos por estes materiais inovadores e de baixo custo. Aplicações a serem desenvolvidas incluem transdutores, antenas, filtros, memórias, dispositivos de energy harvesting, ressonadores, entre outros. Será descrito o desenvolvimento e implementação de um equipamento que permite testar materiais ME para o efeito direto, assim como do desenvolvimento de um circuito para aproveitamento de energia elétrica por meio de campos magnéticos, isto é, Energy Harvesting através destes materiais. Para isso, é dado ênfase a diferentes topologias de Energy Harvesting baseados em circuitos tais como: retificador de onda completa, duplicador de tensão, multiplicador de tensão e Dickson charge pump, fazendo uma comparação através de testes de otimização de potência, para futuramente alimentar um dispositivo de baixo consumo. Atingiu-se uma potência máxima de 6,41 μW utilizando o multiplicador de tensão, utilizando um campo magnético alternado (Hac) de 0,477 Oe†e um campo magnético contínuo (Hdc) de 4,75 Oe, gerados por dois pares de bobinas de Helmholtz, aplicados ao transdutor magnetoelétrico. Por outro lado, fez-se uma tentativa de prova de conceito do efeito ME inverso utilizando um sensor de campo magnético com uma resolução na ordem dos μOe com o intuito de detetar o campo magnético produzido pela amostra ME.

Country
Portugal
Related Organizations
Keywords

Piezoelétrico, Magnetoelectric composites, Energy harvesting, Magnetostrictive, Compósitos magnetoelétricos, Piezoelectric, Magnetoestritivo

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