第四章 电力声类比线路图
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电-力-声类比引言:电-力-声类比是应用电路理论来解决力学与声学问题。
定义:根据描述电振荡系统的微分方程和描述力学振动系统及声振动系统的微分方程在形式上的相似性,常将力学量和声学量与相应的电学量作类比,以便借助电路理论来分析力学振动和声振动的规律,称电-力-声类比。
类比方法有二种:一种为阻抗型类比,也称正类比;另一种为导纳型类比,也称反类比。
§5-1电路元件及基本的电振荡器在电学系统的分析中,经常用电路图来描述元件与元件之间的关系,从而研究电磁运动的规律。
通过电路分析,有时不必去求解微分方程,而能直接了解系统的工作情况和特点。
即使要作定量分析研究,通过形象的电路图,利用克希霍夫电路定律,再去建立微分方程,也要简单得多。
电路图最容易应用于集中参数的系统,因为集中参数元件的唯一变量是时间。
在电声学研究的系统中(如电声换能器),在低频时,大都近似地等效成集中参数系统,只要采用类比的办法,把力学或声学系统画成等效类比线路图,然后利用电路理论来研究系统的工作情况和特点。
1.基本电路元件:电容元件:瞬态:E=1C e∫I dt I=CedEdtE瞬态:E= L edIdt I=1L e∫E dt电阻抗:Z e=EI2.基本的电振荡器:(1)串联谐振电路:I R L如左图:I-电流(安培),E-电压(伏特)eLe-电感(享利),Ce-电容(法拉),Re-电阻(欧姆)由上图可得:E = R eI + L e dI dt + 1C e ∫I dt对于作简谐变化的稳态电流值有:I = I 0 ej ωt 则:E =R e I + jωL e I + 1jωCe I=(R e + jωL e + 1jωCe ) I = Z e I式中Z e 为串联回路的阻抗I = E Ze即为熟知的欧姆定律 (2)并联谐振电路I '-为电流(安培),E '-为电压(伏特), E 'e' L e'-为电感(享利),Ce'-为电容(法特), ○ R e'-为电阻(欧姆)由上图可得:I '=E'Re' + 1L e ' ∫E 'dt +C e ' dE'dt对于作简谐变化的电压有:E '=E 0' ejωt 则:I '=E'Re' +1jωLe' E '+ jωC e 'E ' = (1Re' + 1jωLe1 + jωC e ')E ' = 1Ze' E '1Ze' =(1Re' +1jωLe' + jωC e ') = 1Re' + j(ωC e '-1 ωLe' )§5-2力学元件和基本的力学振动系统:1.力学元件:F 表示外力 F K 表示弹性力F R 表示阻力 M M 表示质点质量K M 表示弹性系数 C M 表示顺性系数R MC M =1KM又称为力顺 R M 表示阻力系数,又称为力阻由牛顿第二定律得:F = ma 即M M dv dt = F + F K + F R其中:①弹性力:F K 根据虎克定律有:F K =-K M ξ=-1CM ∫Vdt ξ为质点M M 离开平衡位置的位移,V 为质点振动速度,负号表示质点移的方向与弹性力方向相反②阻力: F R =-R M d ξdt =-R M V 式中负号表示阻力总是与系统的运动方向相反。
初中物理--电路图详解电路识别是初中物理电学的重点之一。
很多同学在学电学之初还是很感兴趣的,毕竟"电"跟我们生活密切相关么,电脑、电话、电视这些玩意儿天天挂在嘴边,早~就想知道什么是“电”了,这把真要解开电的奥秘了!好兴奋~!电学一开始,果然不负重望,老师一个劲儿的做实验,一会摩擦玻璃棒,一会摩擦橡胶棒,然后又搬来一个带金属箔的"小闹钟",上课就是看热闹,很开心;在加上这部分的考试作业主要考知识点,尽考些玻璃棒、橡胶棒都带什么电,是排斥还是吸引等鹦鹉学舌的问题,小case~。
上课又热闹看,下课作业不难,还能学知识,总体感觉电学真是8错。
可惜好景不长,进入电流电路后,初中物理三大猛药之一——电学的糖衣吃完了,开始动真格的了。
电学的各难点中,打前锋的就是电路识别,课上讲的很简单,电路就串联、并联就两种,看上去很清纯~。
但实际做题发现满不是那么回事儿,无数出题老师们殚精竭虑、前仆后继,把原本清纯可爱的串并联电路,设计成错综复杂电路怪物,再掺和进去电表和变阻器,使得电路的复杂度达到极致,不少同学学到这杯具了,之前的兴奋劲儿一扫而空,取而代之的是做错题的郁闷和对电路怪物的恐惧,更要命的是,过不了电路识别这一关,接下来的电学都得杯具:电路识别错,后面的计算判断都是无用功。
因此吧里同学跑上来求电路识别方法者层出不穷。
电路识别虽然是有些难度,但还是有章可循的,电路识别相关的包括二部分:电路图简化以及电路图、实物图互化。
这次我先介绍一个简化电路图的方法,我把它叫做标号法。
这种方法简单易学、练练就会、便于记忆,而且适用于所有电路,是居家旅行、特别是简化电路的杀手锏。
我朋友的孩子上学期初二学电学,概念啥的都没问题,但是就认不出复杂电路图,所以电学习题一做就错,班里都倒数了。
马上就要期末考试了,她妈妈请我去给她单独辅导一下,教给她一个识别电路的法子,当场学会,练习几道后就明白了,期末考试物理从70多提升到92。
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等效电路图谨记:电阻用电器是高山,导线是高速,电流表相当于导线,电压表相当于断路1.画出等效电路图:(1)当闭合S1、S2时;(2)当闭合S1、S3时。
2.(1)断开S1,闭合S2时;(2)闭合S1,断开S2时。
3.(1)当闭合开关S0、S1,断开开关S2时;(2)当闭合开关S2,断开开关S0、S1时。
1。
只闭合S l时;当S l、S2、S3都闭合时,将滑片P移动到b端;只闭合S2时;2。
只闭合开关S1时;只闭合开关S2时;开关S1、S2、S3都闭合时R1S1VSVAL1 L2S0S1S2R3R4VL1L2S1S23.只闭合开关S 1时;只闭合开关S 2时;只闭合开关S 3时4.闭合开关S 1、S 3时;闭合开关S 1、S 2、S 3时;闭合开关S 1、S 2、S 45.只闭合开关S1、S4时;只闭合S3时;只闭合S4、 S5时;只闭合S2、S3、S5时;6.只闭合开关S 1和S 2时;只闭合开关S 1时;只闭合开关S 3时S 1 R 3 R 1 S 2U V AR 2S 3 S 1 R 3 R 1S 2 U R 2S 3V A S 4。