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工程声学/电机械类比的求解方法

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第一部分:集中声学系统1.11.21.31.41.51.61.71.81.91.101.11

第二部分:一维波运动2.12.22.3

第三部分:应用3.13.23.33.43.53.63.73.83.93.103.113.123.133.143.153.163.173.183.193.203.213.223.233.24

绘制完机械系统的电机械类比后,务必检查电路。有两种方法可以实现这一点。

电路求解方法回顾

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基尔霍夫电压定律

"环路中所有电压降的总和必须等于零."

基尔霍夫电流定律

"节点(两个以上元件的连接点)处所有电流的总和必须为零."

求解电路的提示

记住,某些元件可以组合在一起以简化电路(串联和并联中相同元件的组合)

如果求解涉及稳态源的电路,请使用阻抗。任何电路最终都可以使用以下等式组合成单个阻抗

串联阻抗:

并联阻抗:

点法:(仅适用于平面网络)

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此方法有助于获得对偶模拟(一个模拟是对另一个的“对偶”)。点积的步骤如下

 1) Place one dot within each loop and one outside all the loops. 
2) Connect the dots. Make sure that there is only one line through each element and that no lines cross more than one element.
3) Draw in each line that crosses an element its dual element, including the source.
4) The circuit obtained should have an equivalent behavior as the dual analog of the original electro-mechanical circuit.

示例

上面的并联 RLC 电路等效于由理想电流源驱动的串联 RLC

低频极限

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这种方法考察了系统在参数值非常大或非常小的情况下表现出的行为,并将之与机械系统的预期行为进行比较。例如,您可以将近乎无限电感的迁移电路行为与近乎无限刚度的弹簧的机械系统行为进行比较。

非常高的值 非常低的值
电容器 短路 开路
电感器 开路 闭路
电阻 开路 短路

求解线性电路的附加资源

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Thomas & Rosa, "The Analysis and Design of Linear Circuits", Wiley, 2001

Hayt, Kemmerly & Durbin, "Engineering Circuit Analysis", 6th ed., McGraw Hill, 2002

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