ÉLECTRO-ACOUSTIQUE

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Grandeurs électriques, mécaniques et acoustique

Grandeurs électriques, mécaniques et acoustique
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Bobine mobile

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Microphone à charbon

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Lord Rayleigh

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Principes des transducteurs électro-acoustiques

Analogies électro-mécano-acoustiques

Le courant électrique, les vibrations mécaniques, les ondes sonores sont tous des phénomènes vibratoires. Il n'est donc pas étonnant que, en comparant les équations qui régissent certains circuits électriques à celles qui servent à décrire des régimes vibratoires, mécaniques d'abord puis, plus tard, acoustiques également, on ait constaté des analogies frappantes : il suffit de faire correspondre entre elles certaines grandeurs respectivement électriques, mécaniques et acoustiques pour que les systèmes d'équation deviennent les mêmes.

Ainsi en est-il de l'équation qui régit un circuit électrique simple comprenant une inductance L, une résistance R et une capacitance C en série :

et de celle qui régit le « circuit » mécanique formé par une masse M suspendue à un ressort de raideur K avec un frottement du type visqueux caractérisé par le coefficient R :

L'utilité de telles analogies est alors très vite apparue : les régimes vibratoires des circuits électriques étant relativement bien connus et assez faciles à expérimenter, il était tentant, avant d'élaborer une théorie ou de réaliser une expérience mécanique ou acoustique, d'en faire l'étude sur son « image » électrique.

Ainsi se sont précisées, peu à peu, des correspondances qui sont résumées dans le tableau.

Grandeurs électriques, mécaniques et acoustique

Grandeurs électriques, mécaniques et acoustique

Tableau

Analogies entre grandeurs électriques, mécaniques et acoustiques. 

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Bien entendu, une fois déterminées les analogies entre ces grandeurs fondamentales, il est aisé d'en déduire les analogies entre toutes les grandeurs utilisées. Ainsi peut-on faire apparaître, par exemple lorsque c'est nécessaire, les notions d'admittance et de réactance mécanique ou acoustique, etc.

La pression acoustique a pour analogue électrique la force électromotrice, et la variation instantanée de volume d'une petite masse d'air en un point correspond à la charge électrique. On remarquera qu'au courant électrique correspond le « flux de vitesse » des particules d'air qui, physiquement, n'est pas autre chose qu'un courant d'air instantané.

Tout comme la résistance mécanique, la [...]

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Écrit par :

  • : ingénieur en chef à télédiffusion de France, chef du département Image et son à l'Ecole nationale supérieure des télécommunications

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Pour citer l’article

Éric de LAMARE, « ÉLECTRO-ACOUSTIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 février 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/electro-acoustique/