Классификация колебательных элементов и систем

Колебательные процессы во всех колебательных системах (механических, акустических, механико-акустических) описываются математическими выражениями, аналогичными для сложных электрических цепей на основании электромеханических аналогий, представленных в таблице 6.1

Под механической колебательной системой понимают систему с колебательными элементами в виде твердых тел. В качестве таковой показана пружина, имеющая гибкость . С одной стороны пружина закреплена с неподвижной точкой механизма (н.т.м.)- это может быть корпус, ограждение. С другой стороны, цепочечно (последовательно) соединена с грузом массой , который, перемещаясь с силой , испытывает трение в узкой трубе, перемещаясь на расстояние (рисунок 6.1).

Под акустической колебательной системой понимают систему, в которой отдельные элементы представляют собой газообразную среду. В качестве таковой показан резонатор Гельмгольца (рисунок 6.2).

Если размеры резонатора малы по сравнению с длиной действующих на резонатор колебаний, то всю массу можно считать сосредоточенной в узкой части трубки длиной , горле резонатора, где воздух, практически не сжимаясь, будет совершать колебания наподобие жесткого поршня, смещаясь на расстояние . При колебаниях между частицами воздуха и стенками возникает трение . Воздух, заключенный в полости резонатора объемом , обладает упругостью .

Если размеры резонатора малы по сравнению с длиной действующих на резонатор колебаний, то всю массу можно считать сосредоточенной в узкой части трубки длиной , горле резонатора, где воздух, практически не сжимаясь, будет совершать колебания наподобие жесткого поршня, смещаясь на расстояние .

Таблица 2.1 – Электромеханические аналогии

Наименование электрической величины	Буквенное обозначение	Единицы измерения	Графическое обозначение	Наименование механико-акустической величины	Буквенное обозначение	Единица измерения	Графическое обозначение
Напряжение, ЭДС				Сила
Ток				Колебательная скорость
Количество электричества				Смещение
Индуктивность				Масса
Емкость				Гибкость (упругость)
Активное сопротивление				Активное сопротивление
Полное сопротивление				Полное сопротивление
Полная проводимость				Податливость

Продолжение таблицы 2.1
Наименование электрической величины	Буквенное обозначение	Единицы измерения	Графическое обозначение	Наименование механико-акустической величины	Буквенное обозначение	Единица измерения	Графическое обозначение
Электрический трансформатор				Механический трансформатор (рычаг) Акустический трансформатор (камера)

При колебаниях между частицами воздуха и стенками возникает трение . Воздух, заключенный в полости резонатора объемом , обладает упругостью .

Можно показать, что электрическим аналогом этих систем будет электрическая цепь из последовательно соединенных индуктивности, емкости и сопротивления, включенных в цепь источника напряжения (рисунок 6.3).

Рисунок 6.1 – Механическая колебательная система

Рисунок 6.2 – Акустические колебательные системы

Если колебательные системы являются конструктивными звеньями какого-либо преобразователя (громкоговорителя или микрофона), то сначала согласно конструкции вычерчивают схему механико-акустической системы, а затем по определенным правилам изображают электрический аналог. На рисунке 6.4 показана упрощенная конструкция диффузорного (конусного) громкоговорителя, а на рисунке 6.5 приведена механико-акустическая схема подвижной части системы громкоговорителя без учета реакции среды (механическая система). Электрическим аналогом будет такая же цепь, как показано на рисунке 6.3.

Подвижная (механическая) система громкоговорителя совместно с реакцией среды на излучатель является механико-акустической системой, представляющей собой совокупность подвижных твердых тел и газообразной среды. Её аналог будет рассмотрен несколько позже.

Рисунок 2.3 – Электрический аналог

1-диффузор;

2-звуковая катушка;

3,5-соответственно верхний и нижний фланцы;

4-кольцевой магнит

6-керн;

7-центрирующая шайба;

8-верхний подвес (гофр);

9-диффузородержатель;

10-колпачок

Рисунок 6.4 – Устройство диффузорного громкоговорителя

Рисунок 6.5 Механико-акустическая схема подвижной системы диффузорного громкоговорителя без учета реакции среды

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: