Ohmův akustický zákon

Ohmův akustický zákon je základním zákonem akustiky [1] , podobný formou a významem základnímu zákonu elektrického obvodu.

Matematická formulace

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

kde

$U$ - amplituda rychlosti kmitající částice ( sinusové kmity );
$P$ je amplituda tlaku;
$\rho$ je hustota média;
$C$ je rychlost šíření zvuku v médiu.

Vzorce akustického výkonu jsou také spojeny s Ohmovým akustickým zákonem , které jsou zcela podobné vzorcům pro elektrický výkon: $já$

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

Faktor ½ se objevuje díky použití amplitudových hodnot rychlosti a tlaku, pro efektivní (rms) hodnoty není potřeba.

Fyzický význam

Všechny oscilační systémy jsou měniče energie mezi jejími dvěma formami (snížíme-li ztráty na teplo), které budou podobné potenciální a kinetické energii mechanických vibrací, takže je lze popsat podobným matematickým aparátem. Prostředí, ve kterém se zvuk šíří, má elasticitu, která je spojena s potenciální energií vibrací a částice média, které se uvádějí do pohybu, mají kinetickou energii. Elektrické oscilace v obvodu jsou zase přeměnou potenciální energie elektrického pole (kapacita média) na energii magnetického pole proudu (skutečný pohyb nábojů nebo posuvný proud ), podobně jako kinetická.

Takto:

Amplituda rychlosti kmitající částice (spojená s kinetickou energií kmitů) je analogií síly elektrického proudu v oscilačním obvodu (který určuje zásobu její magnetické energie, která je rovněž podobná kinetické energii mechanických kmitů).

Amplituda tlaku (spojená s mírou potenciální energie kmitů) je analogií napětí na kapacitě oscilačního obvodu.

Hustota a rychlost šíření zvuku společně tvoří akustickou impedanci média. $\rho \cdot C$

Poznámky

↑ Ginkin, 1939 , str. 292.

Literatura

G. G. GINKIN. Příručka radiotechniky. — 3., opraveno a doplněno. - Moskva - Leningrad: Oborongiz, 1939.