主题：扬声器等效电路分析

电声类比的教程首推南大出的"声学基础"了,

但说句实话, 我觉得南大的电声类比教学法误人不浅,

你看初哥画出来的那些不明不白的电子线路图就明白了, 其实受害者并非只

有他, 我也是深受其害, 学了这么多年, 我是越学越糊涂, "声学基础"的作者

是杜功焕等三人, 但作者究竟自己真正懂了电声类比没有,我现在感到很怀疑.

我不是说声学基础的作者理论错了,我只是从高层次方面做评论.是说给有五年以上电声类比经验的人听

的,可能说得有点越级了. 就像很多人教爱因斯坦的相对论, 但他自己可能都不怎么懂一个道理.

当然大部分人都不懂电声类比图的, 首先是应该从南大的声学基础学起的

管善群的"电声基础基础"好是好,就是理论底子薄了一点, 南大的基础不错,但是又太生涩.
选导纳还是阻抗要看场合.这点两本书都没讲透.

 
 这帖子也比较久了, 我来指点老兵一下吧: 你的理解基本正确, 但是还不够深刻!
 为什么声学结构能够等效成电路? 这首先是因为声学结构其实等于一种力学结构, 这个理解很容易, 空气弹簧等于一种弹簧, 空气质量块等于一种质量. 那为什么力学结构可以等效成电路? 这是因为两种结构中蓄能的组件及其能量的相互转化方式是相同的, 从更本质的深一层来分析,这又是因为这两种结构的能量是同级的.用通俗的话来说, 我们可以它们是一种东西. 具体来说, 力学里有三种能量: 动能, 势能和内能.  电学里也有三种能量:电能, 磁能和热能. 其中内能和热能是一种东西, 力学里摩擦能产生热, 大家都很熟悉, 电学里电流通过导体会产生热, 所以这两种是一种东西. 而动能, 是力学里的质量所有拥有的一种惯性能, 势能,是物体拥有能够对外做功的能力, 这两者可以相互转换. 假设有一个弹簧和一个质量块连接在一起, 如果理想情况下, 不存在摩擦时, 这是一个可以永久振动下去的振子, 俗称永动机. 电路里,如果一个电感和电容串在一起形成一个振荡电路, 电容实际上是蓄能元件, 能够储存电荷,也就是电能. 而电感,它储存的磁能,根据法拉第定律,变化的电场产生磁场, 变化的磁场产生电场,这两者可以来回转换, 能量像一杯水一样, 在两只杯子里倒来倒去, 如果电路是理想状态, 即不存在电阻的情况下, 这种转换可以永远进行下去, 也就是电路永动机. 

像动能,势能,电能,磁能这样的能量, 我们称为第二类能量, 它是能量的比较高的形式体现. 热能,称为第一类能量, 这是比较初级的能量.
两类能量的区别是, 第二类能量, 会自发地向第一类能量转化,反过来就不行. 这称之为能量的恶化(降阶), 这在宇宙中是无法避免的.

那么力学与电学里这两种能量转换的方式很相似, 并且它们都有唯一的, 共同的耗能元件: 电阻. 所以可以把它们相同类比. 你既可以势能看做电能, 动能看作磁能, 力阻看作电阻.  也可以把动能看成电能, 势能看做磁能.力阻看作电导. 怎么样类比, 随你喜欢.   这里顺便提一下初哥说的马大猷说的什么力电情况下,导纳类比好, 力声情况下阻抗类比好. 对此, 呵呵, 我只能说马老对这并不是很懂,实际上任何情况下,这两种对比都是等效的, 前面我已经说过了"随你喜欢", 你觉得习惯哪种就用哪种,就像吃饭一样, 你是习惯左手拿刀,右首拿叉子, 还是右手持刀,左手哪叉子呢? 我说这都一样, 随你喜欢, 因为这不影响你吃饭, 但是如果你在这问题上纠结: 哎呀这是右手拿刀对呢还是左手拿刀才对呢. 在这问题上绕来绕去, 那么这饭就没法吃了. 想起以前啊, 管善群教授在一次会议上, 也批评过南大学生,他评论道:"南大毕业的习惯用阻抗类比, 不善于使用导纳类比", 我想他当时的意思时说导纳类比比较方便,大概是这样的. 所以管教授犯了和马大猷一样的毛病. 而像初哥这样的跟在他们后面做徒子徒孙的, 那么更容易受这些错误认识的误导了. 电路的解决方法很灵活, 它是可以任意变换, 光是基尔霍夫两个定理就可以展开成四个推论, 外加一串定理呵呵.所以处理电声类比问题也是这样, 可以抓牢自己熟悉的一种, 这样不容易出错, 否则的话,经常在两者之间倒来倒去, 就很容易出错.

说马大猷对电声类比理解不深也不是贬义, 这也没什么, 马老是在声学理论上很深. 暇不掩玉. 另外从声-力-电类比中也可以发现一个很有意思的问题, 可能没有多少人想过: 既然两者可以来回比来比去, 为什么我们选择用电学工具去解决力学问题,而不是用力学工具去解决电学问题呢? 这是因为麦克斯韦对电学的贡献. 电路的方程, 本质上来自麦克斯韦电磁方程组. 牛顿所构造的经典力学, 揭示了宏观世界的比较形象具体的一面, 而麦克斯韦构建的电磁学,则揭示了宏观世界的抽象的一面, 抽象的东西实际上是对形象具体东西的表示和解释,所以用麦克斯韦的方程组去表示牛顿力学里是很合适的. 从这里也可以看出麦克斯韦方程组的强大之处.

其实与电学的类比并不止力电,力声两种. 研究热学时有热-电类比, 我们有热阻的概念. 解决磁路问题时我们有磁-电类比, 我们使用磁阻.

类比的局限性: 并不是所有力学问题都可以用电路来类比, 力电类比这样的只限于解决一些较简单的问题, 或者说是一维问题,如果遇到的力学情况,比如弹性力学那么就不适合用电路理论去类比了, 因为也不是不可以,而是用电路去解,同样复杂. 所以较复杂的力学问题, 一般是运用矩阵和张量理论去解决.这么一看, 实际上扬声器还是比较简单的东西.