4. МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Магнитострикционные ЭАП применяются для работы в жидкостях, а также для прозвучивания твердых тел. Наибольшее распространение получили стержневая и кольцевая конструкции (рис. XII. 5).
Если стержневой излучатель может создавать направленное излучение в виде более или менее узкого пучка, то кольцевой излучает равномерно во все стороны в плоскости, перпендикулярной его оси симметрии. Для получения узкого пучка излучения от кольцевого излучателя его помещают в конический отражатель. Для работы в жидкости отражатель можно сделать в виде конуса из тонкого металла с полыми стенками. Тогда благодаря большой разнице в волновых сопротивлениях жидкости и воздуха, заполняющего конус, звуковые волны полностью отражаются конусом обратно в жидкость.
Магнитострикционные ЭАП работают эффективно вблизи первого резонанса, при которых их реактивное механическое сопротивление обращается в нуль.
Это условие для стержневого ЭАП имеет вид
где 
— волновое число для материала сердечника;
— резонансная частота; с — скорость звука в материале сердечника;
— половина длины стержня сердечника с обмоткой; 
— толщина излучающей накладки (ярма);
— сумма сечений стержней, охватываемых обмоткой; 
— сечение накладки.
Рис. XI 1.5. Магнитострикционные ЭАП: 
— стержневые конструкции ЭАП; в — кольцевая конструкция
Ширина полосы частот около резонанса 
может быть рассчитана по эквивалентной массе 
сердечника (который около резонанса может быть представлен в виде простой резонансной системы), по сопротивлению излучения 
и по декременту колебаний 6, обусловленному собственными механическими потерями в сердечнике:
где 
— добротность колебательной системы.
Эквивалентная масса определяется из выражения
где 
— плотность материала стержня;
— волновое сопротивление жидкости, в которой работает преобразователь.
Реактивная составляющая излучения близка к нулю, так как размеры излучающей поверхности 
много больше длины волны в жидкости. Ширина главного лепестка характеристики направленности определяется согласно выражению (XII. 5):
Углам 
соответствуют первые нули характеристики.
В пределах этих углов излучается практически вся мощность преобразователя в режиме излучателя и лежит область его основной чувствительности в режиме приемника. Зная 
и определив длину волны 
можно найти необходимые размеры преобразователя по заданным параметрам характеристики направленности 
Для получения более широкополосных ЭАП используется конструкция с кольцевым сердечником (рис. XII. 5, в). На основании условий резонанса радиальных колебаний сердечника резонансная частота определяется по выражению
где 
— скорость звука в материале сердечника;
— средний диаметр кольцевого сердечника.
Затухание, определяемое излучением:
где 
— толщина стенки кольцевого сердечника.
Задаваемая ширина полосы
Уменьшая толщину стенки сердечника 6, можно существенно увеличить ширину полосы частот. При этом не возникает побочных резонансов. Направленность излучения в плоскости, проходящей через ось симметрии ярма, приближенйо определяется по формуле
Эта зависимость позволяет определить необходимую высоту кольца 
Магнитострикционные преобразователи работают хорошо в области частот до сотен килогерц. Нижний предел частот определяется габаритами сердечника.
Магнитострикционные излучатели могут в принципе развивать звуковое эффективное давление до одного-полутора десятков атмосфер на своей излучающей поверхности, нагруженной на среду в согласованном режиме, т. е. когда сопротивление излучения равно собственному механическому сопротивлению излучателя. При нагрузке на твердую среду для получения больших звуковых давлений требуется исключить влияние гибкости контакта между нагрузкой и сердечником, что обеспечивается весьма точной
пришлифовкой, прижатием друг к другу контактных поверхностей, прочным их склеиванием или спайкой и т. 
При нагрузке на жидкость — предел увеличению звукового давления определяется кавитационной прочностью жидкости и смачиваемостью жидкостью поверхности излучателя.
