Моделювання енергетичних характеристик тороїдального  соленоїда

Богдан Каркульовський

doi:10.15407/fmmit2024.39.056

Богдан Каркульовський

DOI: https://doi.org/10.15407/fmmit2024.39.056

Ключові слова: ЕМ поле, рушійний пристрій, електричне поле, мікросоленоїд, властивості випромінювання, накопичена енергія, дані моделювання

Анотація

Стаття спрямована на дослідження електричних характеристик соленоїдів, які є
рушійними частинами мікроелектромеханічних систем (МЕМС). Наведено наближені
формули для опису взаємозв’язку потужності електричного поля та механічних сил у
МЕМС. Наведені аналітичні формули відкривають можливість розрахунку складових
електричного поля, що дозволить визначати енергію, яка накопичується в складових
частинах МЕМС. Отримані результати можуть бути використані при моделюванні та
оптимізації параметрів рухомих частин МЕМС, зокрема управляючих механізмів, давачів,
кантеліверів тощо.

Посилання

Verspecht J., Horn J., Betts L., Gunyan D., Pollard R., Gillease C., and Root D. E., Extension of X parameters to include long-term dynamic memory effects. IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig.,June 2009, 741-744.

Senturia S. D., Microsystem Design. Norwell, MA: Kluwer, 2001. https://doi.org/10.1007/b117574

Rebeiz G. M., RF MEMS, Theory, Design and Technology. Hoboken, NJ: Wiley, 2003. https://doi.org/10.1002/0471225282

Ventra M. D., Pershin Y. V., and Chua L. O., Circuit elements with memory: Memristors,

memcapacitors, and meminductors. Proc. IEEE., Vol. 97, No. 10, Oct. 2009, 1717-1724. https://doi.org/10.1109/JPROC.2009.2021077

Mestrom R. M. C., Fey R. H. B., and Nijmeijer H., Phase feedback for nonlinear MEM resonators in

oscillator circuits. IEEE/ASME Trans. Mechatron., Vol. 14, No. 4, Aug. 2009, 423-433. https://doi.org/10.1109/TMECH.2009.2023447

Kaajakari V., Mattila T., Lipsanen A., and Oja A., Nonlinear mechanical effects in silicon longitudinal

mode beam resonators. Elsevier Sens. Actuators A: Phys., Vol. 120, No. 1, Apr. 2004, 64-70. https://doi.org/10.1016/j.sna.2004.11.010

Kaajakari V., Mattila T., Oja A., Kiihamäki J., and Seppä H., Square-extensional mode single-crystal

silicon micromechanical resonator for low-phase-noise oscillator applications. IEEE Electron Device

Lett., Vol. 25, No. 4, Apr. 2004, 173-175. https://doi.org/10.1109/LED.2004.824840

Kaajakari V., Koskinen J. K., and Mattila T., Phase noise in ca-pacitively coupled micromechanical

oscillators. IEEE Trans. Ul-trason., Ferroelect., Freq. Contr., Vol. 52, No. 12, Dec. 2005, 2322-2331. https://doi.org/10.1109/TUFFC.2005.1563277

Holmgren O., Kokkonen K., Veijola T., Mattila T., Kaajakari V., Oja A., Knuuttila J. V., and Kaivola M., Analysis of vibration modes in a micromechanical square-plate resonator. J. Micromech. Micro eng., Vol. 19, No. 1, Jan. 2009, 11 p. https://doi.org/10.1088/0960-1317/19/1/015028

DeMartini B. E., Butterfield H. E., Moehlis J., and Turner K. L., Chaos for a microelectromechanical

oscillator governed by the nonlinear Mathieu equation. J. Microelectromech. Syst., vol. 16, No. 6, Dec. 2007, 1314-1323.

Mestrom R. M. C., Fey R. H. B., and Nijmeijer H., Phase feedback for nonlinear MEM resonators in oscillator circuits. IEEE/ASME Trans. Mechatron., Vol. 14, No. 4, Aug. 2009, 423-433. https://doi.org/10.1109/TMECH.2009.2023447

Lyshevski S. E., Nano- and Micro-Electromechanical Systems: Fundamentals of Nano- and Microengineering. 2nd Edition, Boca Raton, London, New York, Washington: CRS Press, 2000.

Захарія Й. А., Методит прикладної електродинаміки. Львів: Бескид Біт, 2003.

Afanasiev O. N., Dubovik V. M., Electromagnetic properties of toroidal solenoid. J. Phys. A: Math. Gen., Vol. 25, 1992,. 4869-4886. https://doi.org/10.1088/0305-4470/25/18/020