ANALOGÍAS ELECTRO MECÁNICO ACÚSTICAS

LECCIÓN No. 5 ANALOGÍAS ELECTRO MECÁNICO ACÚSTICAS

Las analogías electro mecánico acústicas son utilizadas para describir, caracterizar y analizar el comportamiento de los diferentes sistemas de sonido recurriendo a la modelación mecánica y eléctrica de los fenómenos acústicos, para así facilitar su comprensión sin necesidad de resolver las complicadas ecuaciones diferenciales que generalmente se usan para describir el comportamiento de las ondas de sonido, los fenómenos acústicos y los dispositivos de audio. La transmisión de energía y la transformación de la misma es el eje central sobre el cual se crean las representaciones mecánicas, eléctricas y acústicas.

Para crear una representación esquemática de los fenómenos sonoros utilizando componentes mecánicos y eléctricos se deben cumplir cuatro condiciones básicas.

  • El fenómeno debe permitir la creación de una representación esquemática por inspección del mismo.
  • Debe permitir la manipulación de los diferentes componentes y variables inherentes al fenómeno para poder realizar una agrupación de elementos mecánicos y eléctricos que representen en un solo modelo el evento analizado.
  • Debe conservar la identidad de cada elemento del circuito con el fin de generar una representación exacta del fenómeno reconociendo las fuerzas, inductancias, voltajes y cargas asociadas al mismo.
  • Se debe utilizar y representar con los símbolos y convenciones propias de la representación de los circuitos eléctricos.

Los diagramas esquemáticos para la representación de circuitos están compuestos generalmente por dos tipos de generadores y cuatro clases de elementos eléctricos: las resistencias, las capacitancias, las inductancias y los transformadores. En la figura número 1 se relacionan dichos elementos con su correspondiente significado (Beranek, 1961:51).

La representación mecánica y acústica de los fenómenos sonoros a partir de elementos de diagramación de circuitos es de dos tipos: una analogía de impedancia y una de movilidad. En la figura número dos se indican dichas analogías y su significado eléctrico y matemático. En las figuras las letras a, b, c significan la caída de voltaje a través de un elemento del circuito, el flujo a través de un elemento del circuito y la magnitud del elemento del circuito respectivamente.

 

Fig. 10. Significado físico y matemático de los símbolos eléctricos.

 

En las analogías tipo impedancia se cambia la fuerza por tensión, la masa por inductancia y la velocidad por corriente. En contraste, en las analogías tipo movilidad se tiene que la velocidad se sustituye por la tensión, la masa por capacitancia y la fuerza por corriente.

 

 

Fig. 11. Sistema mecánico acústico y su circuito eléctrico equivalente (analogía tipo impedancia).

 

En la siguiente figura se relacionan las representaciones matemáticas de los diferentes elementos de un sistema eléctrico y, su equivalencia en las analogías tipo impedancia y movilidad para un sistema mecánico y acústico.

 

Fig. 12. Significado eléctrico y matemático de las analogías de movilidad e impedancia.