Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 146
Текст из файла (страница 146)
а. особенно удобны при определении свойств сложных механич. систем с несколькими степенямя свободы, аналзшич. исследование к-рых ращением дифференциальных ур-кий дзижеиия весьма трудоемко. Такие системы представляют в виде совокупности электрич. контуров, и полученную электрич схему (эквивалентную схему) анализируют приемами электротехники. Метод Э. и э. а, успешно применяется также при синтеве меха- нич.
систем с заданными частотными характеристиками; при этом производится построение механич, аналога элсктркч. схемы, обладающей нужны- Ркс. 2. ми свойствами. Способ соединения электрпч. аналогов свяванных мехапич. элементов определяется специальнымп правилами с учетом выбранной системы аналогий. Так, напр., мехаипч. двухполюснпки, развивал>- щие одинаковые усялня (соединеаные в цепочку), изображаются в (-11 системе аналогий параллельным соединением электрич.
аналогов (рис. 2.а), а имеющие одинаковые относительные скорости (соединение в узел) — последовательным (рис. 2,б). Важными элементами, часто применяемыми при построении схем Э. и э. а., являются устройства, осуществляющие трансформацию вбобщениых сил и скоростей и согласование ампедансов.
В мехаиич. системах — это абсолютно жесткий и невесомый рычаг, в акустических — камера с разными площадями входного и выходного отверстии, в электрических — идеальный трансформатор с коэфф. трансформации, равным отношению плеч рычага л = (эП> или площадей отверстий л = Ят/81 (рис. З,а,б,в). а б е ри. з.
Метод Э. и э. а. применяется для расчета злектромеханич, и элелглроадуспшчесдил дреебраэова>лелей. Он дает возможность построить единую эквивалентную схему преобразователя, ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПРИЕМИИКИ 389 на основе к-рой средствами электротехники может быть проведен всесторонний анализ его работы Хотя метод Э. и э. а. разработан в основном применительно к системам с сосредоточенными параметрами, он может быть распространен и на системы с распределениыии параметрами. Существует, напр., аналогия между продольными колебаниями стержней, распространением звуковых волн в акустич. волиаводаз и волн в электрвч. длинных линиях, основанная на том, что перечисленные процессы описываются ур-паями, аналогичными телеграфному ур-нию.
Лит, Ф у р д у е в В. В., Электроакусзккз, М. — Л., 1949; О л ь с о к Р., Динамические аказагик, Ьер. о англ, М, !947, М а т а у за е к И, Ульзрзззуковал зезкикз, пер. о кеи., М., 1962; С к уч к к Е., Простые з взожиые колебателькые оксзеыы, пер. с зийз., М., 1971. В. С. Арвквв, Р. Е. Па ивков. ЭЛЕКТРОН вЂ” стабильная элементарная частица с отрицательным электрич.
зарядои в = 1,602 10 ззКл (4,803.10 зз ед. СГСЭ]. Образуя электронные оболочки атомов, Э. являются основнымн структурными одяницами материи. Масса покоя Э. т, == =9,109.10 зз г. Э. обладает собственным моиентом количества движения, или екииалз з =- ВПД где й — -- й(2я, (з — Планка иагтояиказ. Ьлагодаря спину Э.
обладает постоянныи магнитным моиентом р .=9,285.10-ззДжзТ(9,285 10-11эрг1Гс), направленным противополозкно спину. Классич. радиус электрона гв = вз1азсз = — 2,82 ° 10 ззсм. В металлах и полупроводниках Э. ответственны ва электрическую проводимость. ЭЛЕКТРОННЫЙ ПАРАМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС а к у с т и ч е- С К а й — См.
Акугзкичввкий ларамазнитный резонанс электронный. ЭЛЕКТРОН-ФОНОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИŠ— см. Взаимодействие ультразвука с электролами проводимости, ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПРИЕМНИКИ вЂ” приемные злвктраакузтичвзкив крвобразоватвли, работа к-рых основана на принципе изменения электрич. емкости вовдушного конденсатора при колебаниях одного из электродов.
Для преобразования изменений емкости в электрич. сигнал к неподвижноиу электроду Э. п, обычно подводится постоянное напряжение Ггз — 100 — 200 В. Переменное электрпч. напряжение С, пропорциональяое смещению подвижного электрода, снимается с включенного послодовательно с конденсатором яагруэочного сопротивления. Пра этом чувствительность Э. и.
— СвСе, где С„ — емкость конденсатора. Используетск также включение конденсатора в контур высокочастотного генератора, частота к-рого модулируется в такт с изменением емкости. Глубина частотной иадулзяии колебаний тока в контуре пропорциональна амплитуде колебательного смещения электрода. Э. и. применяются для измерения звукового давления в газовых средах или для бескоятактного измерения вибраций твердой поверхности. Э.п., используемые в газовой среде, аналогичны кондонсаторным микрофонам и представляют собой тонкую металлич.или пластмассовую металлизованиую мембрану (подвижный электрод 1), располо;кенную яа небольшом (20 — 40 мкм) расстоянии от неподвижного электрода 2 (базы) (рис.). Сзека, иааскзоажая ирикцка действия злейтростзтичзекого приемника: 1 — иокзкжкый злектрач; з — неподвижный электрод; з — кзгруеозкое сопротиззекке;  — источник ваиркжевкз полкри- ззцки.
При колебаниях мембраны под действием акустич, волн емкость такого конденсатора меняется с частотой возбуждающего звукового полн. Для получения прямой пропорциональности между напряжением (7 и звуковым давлением необходимо, чтобы смещение подвиизного электрода под денствием давления определялось упругостью, т. е. частота собственного иеханач.
резонанса Э. п, лежала бы выше рабочего диапазона воспроизводимых частот. В ранних конструкциях Э. п, повышение резонансной частоты достигалось натяжением мембраны, а в современных микрофонах определяется упругостью воздуха, находящегося мелзду электродами. Зйо элнкгрпстрмкция Достоинства Э. п. состоят в высокой чувствительности, равномерной частотной характеристике и пивком уровяе собственного шума, а также в малой температурной зависимости свойств (чувствнтельиости, резонансной частоты, электрич.
имподанса и др.). Их недостатки — сравнительная сложность конструкции и необходимость применения согласующих каскадов в непосредствоныой блиаости от капсюля микрофона: малая емкость коыденсатора (несколько десятков пнкофарад) и большое сопротивление нагрузки исключают возможность присоединения Э. п. к усилительному устройству соединительным кабелем даже малой длины, т. к. в этом случае чувствительность резко падает в результате того, что емкость микрофона шунтируется емкостью кабеля. В качестве согласующих устройств используются либо катодные повторители на миниатюрных электронных лампах, либо каскады, выполнеыныо на полевых транзисторах. Для увеличения чувствитольности Э. и.
на неподвижном элоктроде делают канавки или выемки н повышают полярязующее напряженые (7«, однако величина (1«ограничена опасностью электряч. пробоя ые>кду обкладками конденсатора и возможностью залинания момбраны в ревультате ее прогиба пз-за действия злектрич. сил, Обычно (7!> не превышает 250 Н. Э, п.
могут работать п без поляризу>ощего напряжения. Это достигается применением в устройствах материалов, носущих на себе постоянный злектрич, заряд (ээехтр«ти), Электретная полимерная пленка помещается в зазоре между электродами. Свойства полиморных электретов позволяют обеспечить стабильную работу микрофонов в течение десятков лет при заряде, соответствующем напряжению 150 В. В дяапазоые звуковых частот чувствительность Э. и.
колеблется в пределах 5 — 50 мВ>Па при динамич. диапазоне 10 — 150 дВ. У более высокочастотных Э. и. (известны миниатюрные Э. и, с линейной характеристикой вплоть до 100 — 140 крц) чувствительность снижена до 0,5 — 3»>В(ПЯ, зато оны могут работать в полях со звуковымн давлениями до 174 — 184 дВ. Разновидностью 3. п. являются акустич. зонды, предназначенные для измерений в малых объемах и трудно- доступных местах. Для этого служат трубчатые звукопроводы.
Такие зонды могут выполиятьгя как обычные конденсаторные микрофоны, но снабженные трубчатыми насадками разной длины н диаметра, либо иметь «бесконечную» длинную линию, обеспечивающую режим бегущей воляы в приемной трубке с цолью устранения в ней нежелатольных резонансов.
Э. и., предназначенные для измерения колебаний воверхностой твердых тел, устроены, в принципе, аналогично Э. и. для воздушной среды, только подвижным электродом служит сама колеблющаяся позорхность тела, амплитуду колебаний к-рой необходимо намерить, В таких Э. п. чаще применяется способ измерения амплитуды колебаний, основанный на частотной модуляции. Детектируя полученный высокочастотный сигнал, можно определить частоту и амплитуду колебаний вибрирующей поверхности. Лит.: Б е р а я е и Л., Акуствчеснве иэмереввя, пер.
е англ., м., 1959; э 9> р у «- « и М. М.> Микробовй и ех применение, М.,>97«; Бляиов«Л. 1!., Колесников А. Б., Лаягаие Л. Б., Аиустич»- сине измерения, М., 1971. Ю. Я. Б«ри«э«. ЭЛЕКТРОСТРИКЦИЯ вЂ” деформация твердых, жидких ы гааообразиых диэлектрикоы в электрич. поле, ооусловленная их поляризацией и пропорциональная квадрату напряженности злектрич. поля. Квадратичная зависимость доформации от поля Е означает, в частности, что знак Э, (т.
е. Расширяется нли сжимается вещество в злектрнч. поле) не зависят от направления поля. В переменном поле в реаультате Э. механич колобания происходят с частотой вдвое большей, чем частота поля. В твердых телах Э. выражается кыадратичной формой. инв (Е) .=- ~Р~ ~~~'9111 Е;Е, (») > где и>„, — компонента тензора деформации, Е> и Е) — составляющие електуич. поля, 90,т — коэффидиенты Э.; зсе индексы э, 1, 1, т принимают значения 1, 2, 8 или соответственно г, у, э. В газах н жидкостях Э.
описывают ф-лой: АУ!У = А Е», где ЬУ!У— относительная объемная деформацыя, А — постоянная Э. Э. обусловлена поляризацией диэлектриков в электрич. поле, т. е. смещением под действием поля ато- ЭМИССИЯ 391 мов, несущих на себе злектрич, ааряды (ионы, электрич. диполи), или азиенонием ориентации диполей. Э. обладают все твердые диэлектрики независимо от их структуры и симметрии в отличие от па«»и»16фептп, к-рый наблюдается только у сред, ке имеющих центра симметрии (см. Вь«лоэл«птрп«е«т»о). С другой стороны, создание механнч. напряжений в веществах, обладающих Э., но но являющихся пьезоэлсктриками, не сопровождается возшзкновеиием алектрич, поляризации н соответственно электрпч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
