关于电-力-声类比介绍

[拼音]：dian-li-sheng leibi

[外文]：electro-mechanical-acoustic analogy

不同学科领域的某些物理现象，由于数学描述具有共同的规律性，从而导致研究方法上的互相借用，称为类比。电振荡、机械振动和声振动，是属于不同学科领域的物理现象，但描述它们工作状态的微分方程，却具有相同的形式，从而人们常常借用熟知的电路理论和电路图的分析方法，来研究机械振动和声振动现象，分别称为机（力）电类比和电声类比，或总称为电-力-声类比。类比的方法，应用极为广泛。特别是在电声器件的分析和设计中，由于同时要考虑到电的、机械的和声的振动问题，这个方法的应用更为普遍，尤其是对于集中参量系统，讨论分析就十分方便和直观。

电-力-声类比可以分为两类，一类称为阻抗型类比，一类称为导纳型类比，它们对应的类比量及类比元件，如下表所示。

作了上述类比之后，即可将图1中的机械振动系统(a)，画成b、c两种等效力学线路；可把图2中的声振动系统(a)，画成等效声学线路(b)。

通过类比，就把机械振动和声振动问题，“翻译”成了电路问题，然后，根据熟知的电路理论，利用等效类比线路，来分析系统的工作状态。反之，也可以用电路模拟的办法，来帮助设计机械振动系统或声振动系统。

声振动系统只有阻抗型类比线路，通常不用导纳型类比。而机械振动系统的两种等效类比线路，也是互易的，即可以互相转化。其转换的法则是：

（1）一种类比图中的串联元件，相当于另一种类比图中的并联元件；一种类比图中的质量元件，相当于另一种类比图中的力顺元件。

（2）一种类比图中的力阻元件，相当于另一种类比图中的并联元件；一种类比图中的力顺元件，相当于另一种类比图中的质量元件；一种类比图中的降落量，相当于另一种类比图中的流量。

（3）一种类比图中一个网孔内的降落之和，等于另一种类比图中一个分支点的流量之和。

参考书目

1. 杜功焕等编著：《声学基础》，上海科学技术出版社，上海，1981。
2. F. A.Fischer，Fundamentals of Electroαcoustics，Interscience， New York， 1955.