Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама
При расчете механических систем электроакустических аппаратов удобнее пользоваться эквивалентными электрическими схемами с сосредоточенными параметрами, чем схемами с распределенными параметрами. Процесс расчета и результат его оказываются тогда много проще и нагляднее. В действительности, конструктивные элементы аппарата не являются в точности сосредоточенными . Например, в качестве гибкого пружинящего элемента часто используют стержень (балочку), зажатый одним концом. Детальное рассмотрение колебаний изгиба стержня показывает, что такая балочка имеет бесконечный ряд собственных частот.

ПОИСК



Электромеханические преобразователи Классификация преобразователей

из "Электроакустика "

При расчете механических систем электроакустических аппаратов удобнее пользоваться эквивалентными электрическими схемами с сосредоточенными параметрами, чем схемами с распределенными параметрами. Процесс расчета и результат его оказываются тогда много проще и нагляднее. В действительности, конструктивные элементы аппарата не являются в точности сосредоточенными . Например, в качестве гибкого пружинящего элемента часто используют стержень (балочку), зажатый одним концом. Детальное рассмотрение колебаний изгиба стержня показывает, что такая балочка имеет бесконечный ряд собственных частот. [c.38]
В зависимости от соотношения частоты возбуждающей силы и частот резонансов она может оказывать либо гибкое, либо инерци-альное сопротивление. Это справедливо и для конструктивных элементов, выполняемых в виде стержней, работающих на сжатие— растяжение, поперечно колеблющихся мембран, пластин, цилиндрических оболочек. [c.38]
Любой электроакустический аппарат рассчитывается для работы в некотором заданном диапазоне частот. Отсюда вытекает требование полного или приближенного (с заданной погрешностью) совпадения характеристик эквивалентной схемы с сосредоточенными параметрами с характеристиками реальной конструкции в рабочем диапазоне частот. Большое число собственных частот каждого элемента в рабочем диапазоне ведет к чрезмерному усложнению частотных характеристик аппарата и затрудняет управление ими путем подбора конструктивных размеров. Поэтому, как правило, стремятся конструкцию аппарата выбрать такой, чтобы отдельные ее элементы обладали не более чем одной собственной частотой в рабочем диапазоне или недалеко за его пределами. Тогда каждый элемент можно рассматривать как простейшую колебательную систему с одной эквивалентной массой, одной эквивалентной гибкостью и, если это необходимо по условиям расчета, одним эквивалентом активного механического сопротивления. [c.39]
В случаях, когда такое упрощение не удается сделать, элемент системы либо вводят в эквивалентную схему без упрощений, либо во внимание принимают несколько его резонансов, которые неизбежно попадают в рабочий диапазон частот. [c.39]
Рассмотрим условия эквивалентности, которые необходимо соблюсти при замене конструктивных элементов системой с одной степенью свободы. Интерес представляют два случая 1) собственная частота элемента лежит на верхнем краю частотного диапазона или выше его 2) собственная частота элемента лежит в середине рабочего диапазона. Третий случай — низкая собственная частота — сводится к первым двум путем замены одного элемента двумя одним гибким и одним массивным, собственные частоты которых лежат выше рабочего диапазона или в середине его. [c.39]
При таком выборе эквивалентов скорость колебаний точки приложения силы в эквивалентной системе будет совпадать со скоростью колебаний точки приложения силы к конструктивному элементу, который заменяется эквивалентными сосредоточенными параметрами, при (о- 0. [c.40]
В ряде случаев на конструктивный элемент аппарата действует не сосредоточенная сила, а равномерно распределенное колебательное давление со стороны акустической системы. Например, при работе телефона или микрофона на мембрану действует звуковое давление. [c.40]
Определив из выражения (2.19), можно найти по ф-лам (2.17) и (2.18) элементы Сэ и Шэ. [c.40]
По ф-ле (2.21) рассчитывают конструктивный элемент, работающий около резонанса сил, при котором 3 (0)1) =0. Если область работы аппарата лежит вблизи резонанса скоростей конструктивного элемента, то 3 (а)1)- оо, и для расчетов надо пользоваться сравнением обратных величин, так называемых податливостей з реальной и эквивалентной систем элемента. В этом случае условие эквивалентности имеет вид ( - ) =( -1 ) при со = со1. [c.41]
Рассмотрим подробно процедуру нахождения Шэ и Сэ для конструктивного элемента в виде консольной балочки (стержня, зажатого одним концом), к свободному концу которой приложена сила. Движение свободного конца входит в расчет аппарата. [c.42]
консольную балочку вплоть до первой резонансной частоты (и даже несколько выше) можно заменить простой колебательной системой с массой, составляющей 0,243 от массы балочки, и гибкостью g=l l(3EJ). Величина Сд соответствует статическому прогибу балочки тех же размеров под действием единичной силы — это статическая гибкость балочки. [c.42]
Как видно, эквиваленты Шд и Сэ для области около первого резонанса очень мало отличаются от низкочастотных , определяемых по ф-лам (2.28) и (2.29). [c.43]
В табл. 2.1 приведены некоторые важнейшие формулы для расчета эквивалентных постоянных по отношению к сосредоточенным силам, для резонансов сил и скоростей в области низких частот и резонансов. [c.43]
Примечание. В случае 2 элемент в виде свободного стержня движется на низких частота одной по луволне. [c.46]
Для элементов, нечетные резонансы которых допускают замену постоянными эквивалентными сосредоточенными параметрами, значения и Сэ также приведены в табл. 2.1. [c.47]
Вся современная техническая акустика основывается на процессах преобразования энергии электрических колебаний в энергию звуковых или механических колебаний и обратно. Устройства, при помощи которых производят такие преобразования, называются электроакустическими и электромеханическими преобразователями. [c.48]
В общем случае электромеханическими преобразователями называют не только устройства, действительно преобразующие подведенную к ним энергию электрических колебаний в механическую, но и такие, которые лишь управляют потоком энергии какого-либо источника, превращая этот поток энергии в колебательный. В соответствии с этим электромеханические преобразователи можно разделить па 1) собственно преобразователи колебательной энергии и 2) вентильные или релейные электромеханические аппараты. Вентильные электроакустические преобразователи называют также необратимыми, поскольку, например, вентильный приемник звука нельзя заставить излучать звук, подводя к нему колебательную электрическую энергию. [c.48]
Типичным примером вентильного приемника является угольный микрофон. Звуковое давление изменяет электрическое сопротивление контактов между зернами угольного порошка, в результате чего ток в цепи, составленной из батареи, микрофона и первичной обмотки трансформатора, меняется в такт с колебаниями звукового давления. Изменение этого тока, в свою очередь, вызывает изменение магнитного потока в ярме трансформатора и возникновение электродвижущей силы во вторичной цепи трансформатора. Источником энергии электрических колебаний, получающихся во вторичной цепи трансформатора, является батарея, а не акустическое поле. Обратить угольный микрофон в излучатель звука, приложив ко вторичной обмотке трансформатора переменное напряжение звуковой частоты, невозможно. Необратимые преобразователи используются в ряде случаев для целей акустических и вибрационных измерений. [c.48]
Наиболее типичны для электроакустики собственно преобразователи, называемые обычно обратимыми преобразователями. Они могут работать как в качестве приемника, так и в качестве излучателя звуковой энергии. Примером обратимого преобразователя может служить известный электромагнитный телефон А. Белла. При подаче тока звуковой частоты в обмотку электромагнита такого телефона приводится в колебание стальная мембрана, в результате чего излучается звук той же частоты, что и ток, поданный в телефон. При помещении электромагнитного телефона в поле звуковой волны звуковое давление приводит в колебание его стальную мембрану, в результате чего меняется поток в сердечниках электромагнита и в его обмотке появляется электродвижущая сила той же частоты, что и звук. Если концы обмотки замкнуты на внешнее сопротивление, то часть энергии звуковых волн будет переходить в электрическую и расходоваться на этом сопротивлении. [c.49]


Вернуться к основной статье

© 2025 Mash-xxl.info Реклама на сайте