Ohms akustiska lag

Ohms akustiska lag är akustikens grundläggande lag [1] , liknar till form och betydelse grundlagen för en elektrisk krets.

Matematisk formulering

$U={P \över {\rho \cdot C))$ ,

var

$U$ - amplituden för den oscillerande partikelns hastighet ( sinusformade svängningar );
$P$ är tryckamplituden;
$\rho$ är mediets densitet;
$C$ är ljudets utbredningshastighet i mediet.

Ljudeffektformler är också förknippade med Ohms akustiska lag , som helt liknar formlerna för elektrisk kraft: $jag$

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

Faktorn ½ visas på grund av användningen av amplitudvärdena för hastighet och tryck, för effektiva (rms) värden behövs den inte.

Fysisk betydelse

Alla oscillerande system är energiomvandlare mellan dess två former (om vi sänker förlusterna till värme), vilket kommer att likna de potentiella och kinetiska energierna för mekaniska vibrationer, så de kan beskrivas med en liknande matematisk apparat. Mediet i vilket ljud fortplantar sig har elasticitet, vilket är associerat med vibrations potentiella energi, och mediets partiklar som kommer i rörelse har kinetisk energi. Elektriska svängningar i kretsen är i sin tur omvandlingen av det elektriska fältets potentiella energi (mediets kapacitet) till energin i strömmens magnetfält (verklig rörelse av laddningar eller förskjutningsström ), liknande kinetisk.

På det här sättet:

Amplituden av hastigheten hos en oscillerande partikel (associerad med den kinetiska energin hos oscillationer) är en analog av styrkan hos den elektriska strömmen i en oscillerande krets (som bestämmer lagret av dess magnetiska energi, som också liknar den kinetiska energin av mekaniska svängningar).

Tryckamplituden (associerad med ett mått på den potentiella energin för svängningar) är en analog av spänningen på kapacitansen hos oscillationskretsen.

Tätheten och hastigheten för ljudutbredning utgör tillsammans mediets akustiska impedans. $\rho \cdot C$

Anteckningar

↑ Ginkin, 1939 , sid. 292.

Litteratur

G. G. GINKIN. Handbok för radioteknik. — 3:a, rättad och kompletterad. - Moskva - Leningrad: Oborongiz, 1939.