Legea acustică a lui Ohm

Legea acustică a lui Ohm este legea de bază a acusticii [1] , similară ca formă și semnificație cu legea de bază a unui circuit electric.

Formulare matematică

$U={P \over {\rho \cdot C)}$ ,

Unde

$U$ - amplitudinea vitezei particulei oscilante ( oscilatii sinusoidale );
$P$ este amplitudinea presiunii;
$\rho$ este densitatea mediului;
$C$ este viteza de propagare a sunetului în mediu.

Formulele de putere sonoră sunt, de asemenea, asociate cu legea acustică a lui Ohm , care sunt complet similare cu formulele pentru puterea electrică: $eu$

$I={1 \over 2}\cdot P\cdot U={1 \over 2}\cdot {P^{2} \over {\rho \cdot C))={1 \over 2}\ cdot U^{2}\cdot \rho \cdot C$

Factorul ½ apare datorită utilizării valorilor de amplitudine ale vitezei și presiunii, pentru valori efective (rms) nu este necesar.

Sensul fizic

Toate sistemele oscilatoare sunt convertoare de energie între cele două forme ale sale (dacă reducem pierderile în căldură), care vor fi similare cu energiile potențiale și cinetice ale vibrațiilor mecanice, deci pot fi descrise de un aparat matematic similar. Mediul în care se propagă sunetul are elasticitate, care este asociată cu energia potențială a vibrațiilor, iar particulele mediului care intră în mișcare au energie cinetică. Oscilațiile electrice din circuit sunt, la rândul lor, conversia energiei potențiale a câmpului electric (capacitatea mediului) în energia câmpului magnetic al curentului (mișcarea reală a sarcinilor sau curentul de deplasare ), similară cinetică.

În acest fel:

Amplitudinea vitezei unei particule oscilante (asociată cu energia cinetică a oscilațiilor) este un analog al forței curentului electric într-un circuit oscilant (care determină stocul energiei sale magnetice, care este, de asemenea, similară cu energia cinetică). a oscilaţiilor mecanice).

Amplitudinea presiunii (asociată cu o măsură a energiei potențiale a oscilațiilor) este un analog al tensiunii pe capacitatea circuitului oscilator.

Densitatea și viteza de propagare a sunetului constituie împreună impedanța acustică a mediului. $\rho \cdot C$

Note

↑ Ginkin, 1939 , p. 292.

Literatură

G. G. GINKIN. Manual de inginerie radio. — al 3-lea, corectat și completat. - Moscova - Leningrad: Oborongiz, 1939.