電-力-聲類比

電-力-聲類比

正文

不同學科領域的某些物理現象，由於數學描述具有共同的規律性，從而導致研究方法上的互相借用，稱為類比。電振盪、機械振動和聲振動，是屬於不同學科領域的物理現象，但描述它們工作狀態的微分方程，卻具有相同的形式，從而人們常常借用熟知的電路理論和電路圖的分析方法，來研究機械振動和聲振動現象，分別稱為機（力）電類比和電聲類比，或總稱為電-力-聲類比。類比的方法，套用極為廣泛。特別是在電聲器件的分析和設計中，由於同時要考慮到電的、機械的和聲的振動問題，這個方法的套用更為普遍，尤其是對於集中參量系統，討論分析就十分方便和直觀。
電-力-聲類比可以分為兩類，一類稱為阻抗型類比，一類稱為導納型類比,它們對應的類比量及類比元件,如下表所示。

電-力-聲類比

電-力-聲類比

電-力-聲類比

作了上述類比之後,即可將圖1中的機械振動系統(a),畫成b、c兩種等效力學線路；可把圖2中的聲振動系統(a)，畫成等效聲學線路(b)。
通過類比，就把機械振動和聲振動問題，“翻譯”成了電路問題，然後，根據熟知的電路理論，利用等效類比線路，來分析系統的工作狀態。反之，也可以用電路模擬的辦法，來幫助設計機械振動系統或聲振動系統。
聲振動系統只有阻抗型類比線路，通常不用導納型類比。而機械振動系統的兩種等效類比線路，也是互易的，即可以互相轉化。其轉換的法則是：
①　一種類比圖中的串聯元件，相當於另一種類比圖中的並聯元件；一種類比圖中的質量元件，相當於另一種類比圖中的力順元件。
②　一種類比圖中的力阻元件，相當於另一種類比圖中的並聯元件；一種類比圖中的力順元件，相當於另一種類比圖中的質量元件；一種類比圖中的降落量，相當於另一種類比圖中的流量。
③　一種類比圖中一個網孔內的降落之和，等於另一種類比圖中一個分支點的流量之和。
參考書目
　杜功煥等編著：《聲學基礎》，上海科學技術出版社，上海，1981。
　F. A.Fischer,Fundamentals of Electroαcoustics,Interscience, New York, 1955.

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