Теорема электромеханической взаимности

Если к электрической стороне преобразователя приложено напряжение U, вызывающее на механической стороне скорость v, а при действии на механическую сторону силы F на электрической стороне протекает ток i, то имеет место равенство модулей отношений напряжения к скорости и силы к току.

М- показывает, какой ток протекает на электрической стороне при воздействии силы в 1 Н на механической стороне

или

• какая колебательная скорость развивается на механической стороне, при приложенном напряжении 1 В на электрической стороне.

Преобразователь, как электромеханический четырёхполюсник

Независимо от типа преобразования и конкретного исполнения преобразователя, если только он линейный, он описывается следующими уравнениями:

Для преобразователя- излучателя:

Для преобразователя- приёмника:

Здесь – линейные параметры четырёхполюсника. Коэффициенты определяют открытым путём для режимов ХХ (i=0) и КЗ (u=0) электрической стороны, свободного (F=0) и заторможенного преобразователя для механической стороны.

 

 

 

Соотношение электромеханической взаимности

 

 

Наиболее употребительными являются

- коэффициент электромеханического преобразования

 

-коэффициент электромеханической трансформации

 

Равенство составлено из взаимно аналогичных величин i~v, F~u.

Стороны преобразователя можно считать связанными посредствам некоего фиктивного трансформатора, описывающего процесс преобразования энергии.

Условный трансформатор преобразует механические величины в их электрические аналоги и наоборот.

Трансформатор являющийся идеальным (без потерь), можно пересчитывать сопротивление с электрической стороны на механическую и наоборот.

Правила пересчета

1 (эл. стор.)	N (мех.стор)

 

 

Режим излучения

1. Сопротивление преобразователя.

Входное сопротивление определяет согласование с источником возбуждения, выходное сопротивление – согласование с акустической средой.

1. Мощность преобразователя

• мощность электрических потерь, рассеиваемая в форме тела тепла во входной части на активных элементах.

Может быть обусловлена омическим сопротивлением, вихревыми токами, магнитным и электрическим гистерезисом, несовершенством диэлектрика.

• расходуется на движение механической части или мощность, преобразуемая в механическую.

Называется механической мощностью излучателя.

2. Коэффициент полезного действия.

   1. Для оценки эффективности излучателя активной электрической мощности в активную механическую служит электромеханический КПД

   2. При работе в упругой среде преобразователь излучает звуковую энергию, его эффективность характеризуется электроакустическим КПД, определяемым отношением акустической полезной мощности Ра к потребляемой электрической Рэ.

3. Эффективность излучателя, как преобразователя энергии механических колебаний в энергию колебаний упругой сферы, оценивают акустоэлектрическим КПД.

Для воздуха

- подтверждает наличие двух этапов преобразования энергии.

3. Чувствительность излучателя.

 

 

Отношение действующего звукового давления в данной точке неограниченной сферы к действующему напряжению на входной стороне излучателя.