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- التمثيل الكهربي - الميكانيكي هو تمثيل الأنظمة الميكانيكية على شكل دوائر كهربية. في البداية تم ابتكار التمثيل الكهربي - الميكانيكي ليساعد على تفسير حدوث ظواهر شبيهة بالظواهر الكهربية في الأجزاء الميكانيكية. حيث قدم جيمس كليرك ماكسويل تمثيلًا من هذا النوع في القرن 19، ومع تطور علم الدوائر الكهربية؛ وُجِدَ أن بعض المسائل الميكانيكية يمكن حلها بسهولة من خلال التمثيل الكهربي، وكانت التطورات النظرية في المجال الكهربائي مفيدة بشكل خاص في تمثيل الشبكات الكهربية (رسم الدوائر الكهربية) باستخدام نموذج العناصر المجمع والقدرة على تحليل الدوائر الكهربية، مما ساعد على سهولة حل المسائل الكهربية، وتحويل المسائل الميكانيكية إلى مسائل كهربية. هذا الأسلوب مفيد بشكل خاص في تصميم المرشحات الميكانيكية؛ لأنها تستخدم أجهزة ميكانيكية لتنفيذ وظيفة كهربية؛ بيد أن هذا الأسلوب يمكن استخدامه لحل المسائل الميكانيكية البحتة، ويمكن أيضًا استخدامها في مجالات الطاقة وغيرها. ويعتبر التحليل بالتمثيل الكهربي أداة تصميم أساسية خاصة عند تحليل أكثر من مجال طاقة في نفس الوقت؛ حيث يمتلك هذا الأسلوب ميزة رئيسة وهي أنه يمكن تمثيل النظام بأكمله بنفس الوحدة ونفس الطريقة. يُستخدَم التمثيل الكهربي بشكل خاص من قبل مصممي محولات الطاقة بحكم طبيعة المحولات أنها تتعامل مع مجالات طاقة مختلفة، وفي أنظمة التحكم حيث تقوم المستشعرات والمشغلات بالتحويل بين مجالات الطاقة المختلفة. طُوِّرَ التمثيل الكهربي الميكانيكي عن طريق إيجاد علاقات بين المتغيرات في المجال الميكانيكي التي لها صيغة رياضية متطابقة مع المتغيرات في المجال الكهربي، لذلك يوجد عدة تمثيلات ممكنة وليس تمثيل واحد فقط، لكن هناك تمثيلان هما الأكثر شيوعًا: تمثيل المعاوقة، وتمثيل القبولية. تمثيل المعاوقة يتم فيه تمثيل القوة الميكانيكية بالجهد الكهربي، بينما تمثيل القبولية يمثل القوة بالتيار الكهربي، بالطبع لا يكفي تمثيل متغير واحد بل يجب تمثيل باقي المتغيرات، الاختيار الشائع هو اختيار متغيرات القدرة المترافقة، والتي يكون ناتج حاصل ضربها بوحدة القدرة، فمثلًا في تمثيل المعاوقة؛ يتم تمثيل القوة والسرعة بالجهد والتيار، وكلاهما يعطي حاصل ضربهما القدرة (سواء كانت كهربية أوميكانيكية). تختلف التمثيلات المستخدمة في الأنظمة الميكانيكية ذات الحركة الدورانية مثل المحركات الكهربائية، فبدلًا من القوة؛ يتم تمثيل عزم الدوران بالجهد الكهربي، كما تختلف التمثيلات في أنظمة الميكانيكا الصوتية وميكانيكا الموائع، مثل تمثيل الضغط بالجهد الكهربي. (ar)
- Una analogía electromecánica consiste en la representación de un sistema mecánico mediante un circuito eléctrico. Inicialmente, este tipo de analogías se usaron al revés, para tratar de explicar los fenómenos eléctricos en términos mecánicos más familiares. James Clerk Maxwell introdujo analogías de este tipo en el siglo XIX. Sin embargo, a medida que el análisis de circuitos maduraba, se descubrió que ciertos problemas mecánicos podían resolverse más fácilmente a través de una analogía eléctrica. Los desarrollos teóricos en el dominio eléctrico fueron particularmente útiles cuando la representación de una red eléctrica como un diagrama topológico abstracto (un diagrama electrónico) usando circuitos de parámetros concentrados y la capacidad del análisis de red para modelizar un circuito que se ajuste a la respuesta en frecuencia buscada. Este enfoque es especialmente útil en el diseño de filtros mecánicos, ya que se utilizan simples dispositivos eléctricos para emular sistemas mecánicos mucho más caros y complejos. Esta técnica puede usarse para resolver problemas puramente mecánicos, y también puede extenderse a otros dominios de energía. Hoy en día, el análisis por analogía es una herramienta de diseño estándar donde se involucra más de un dominio de energía. Tiene la gran ventaja de que todo el sistema se puede representar de manera unificada y coherente. Las analogías eléctricas son particularmente utilizadas por los diseñadores de transductores, que por su naturaleza implican dos dominios de energía distintos, y en los sistema de control, cuyos sensores y actuadores normalmente serán transductores a caballo entre dos dominios energéticos. Un sistema dado representado por una analogía eléctrica posiblemente no contenga partes eléctricas en absoluto. Por esta razón, se prefiere la terminología de dominio neutral cuando se desarrollan diagramas de red para sistemas de control. Las analogías mecánico-eléctricas se desarrollan al establecer relaciones entre variables en un dominio que tienen un comportamiento matemático idéntico a las variables en el otro dominio. No hay una manera única de lograrlo; numerosas analogías son teóricamente posibles, pero hay dos analogías que se usan ampliamente: la y la . La analogía de impedancia hace que la fuerza y el voltaje sean análogos, mientras que la analogía de movimiento hace que la fuerza y la corriente sean análogas. Por sí mismo, este supuesto no es suficiente para definir completamente la analogía, y se debe elegir una segunda variable. Una opción común es hacer que las variables conjugadas de los pares de potencia sean análogas. Estas son variables que cuando se multiplican entre sí tienen unidades de potencia. En la analogía de impedancia, por ejemplo, esto da como resultado que la fuerza y la velocidad sean análogas al voltaje y a la corriente respectivamente. Las variaciones de estas analogías se utilizan para sistemas mecánicos rotativos, como en motores eléctricos. En la analogía de impedancia, en lugar de la fuerza, el par motor se hace análogo al voltaje. Es perfectamente posible que ambas versiones de la analogía sean necesarias, por ejemplo, en un sistema que incluya partes rotativas y con movimiento alternativo, en cuyo caso se requiere una analogía de par de fuerza dentro del dominio mecánico y una analogía de voltaje-par de fuerza en el dominio eléctrico. Se requiere otra variación para los sistemas acústicos; aquí, la presión y la tensión se hacen análogas (analogía de impedancia). En la analogía de impedancia, la relación de las variables conjugadas de potencia es siempre una cantidad análoga a la impedancia. Por ejemplo, la relación fuerza/velocidad es la impedancia mecánica. La analogía de movimiento no conserva esta relación entre impedancias a través de dominios, pero presenta una importante ventaja sobre la analogía de impedancia: se conserva la topología de las redes, por lo que un diagrama de una red mecánica tiene la misma topología que su diagrama de red eléctrica análoga. (es)
- Mechanical–electrical analogies are the representation of mechanical systems as electrical networks. At first, such analogies were used in reverse to help explain electrical phenomena in familiar mechanical terms. James Clerk Maxwell introduced analogies of this sort in the 19th century. However, as electrical network analysis matured it was found that certain mechanical problems could more easily be solved through an electrical analogy. Theoretical developments in the electrical domain that were particularly useful were the representation of an electrical network as an abstract topological diagram (the circuit diagram) using the lumped element model and the ability of network analysis to synthesise a network to meet a prescribed frequency function. This approach is especially useful in the design of mechanical filters—these use mechanical devices to implement an electrical function. However, the technique can be used to solve purely mechanical problems, and can also be extended into other, unrelated, energy domains. Nowadays, analysis by analogy is a standard design tool wherever more than one energy domain is involved. It has the major advantage that the entire system can be represented in a unified, coherent way. Electrical analogies are particularly used by transducer designers, by their nature they cross energy domains, and in control systems, whose sensors and actuators will typically be domain-crossing transducers. A given system being represented by an electrical analogy may conceivably have no electrical parts at all. For this reason domain-neutral terminology is preferred when developing network diagrams for control systems. Mechanical–electrical analogies are developed by finding relationships between variables in one domain that have a mathematical form identical to variables in the other domain. There is no one, unique way of doing this; numerous analogies are theoretically possible, but there are two analogies that are widely used: the impedance analogy and the mobility analogy. The impedance analogy makes force and voltage analogous while the mobility analogy makes force and current analogous. By itself, that is not enough to fully define the analogy, a second variable must be chosen. A common choice is to make pairs of power conjugate variables analogous. These are variables which when multiplied together have units of power. In the impedance analogy, for instance, this results in force and velocity being analogous to voltage and current respectively. Variations of these analogies are used for rotating mechanical systems, such as in electric motors. In the impedance analogy, instead of force, torque is made analogous to voltage. It is perfectly possible that both versions of the analogy are needed in, say, a system that includes rotating and reciprocating parts, in which case a force-torque analogy is required within the mechanical domain and a force-torque-voltage analogy to the electrical domain. Another variation is required for acoustical systems; here pressure and voltage are made analogous (impedance analogy). In the impedance analogy, the ratio of the power conjugate variables is always a quantity analogous to electrical impedance. For instance force/velocity is mechanical impedance. The mobility analogy does not preserve this analogy between impedances across domains, but it does have another advantage over the impedance analogy. In the mobility analogy the topology of networks is preserved, a mechanical network diagram has the same topology as its analogous electrical network diagram. (en)
- L'analogie électro-mécanique est une apparence de similitude entre les grandeurs électriques et mécaniques induite par l'observation des oscillateurs en électricité et en mécanique et par la grande ressemblance entre les équations décrivant l'évolution de ces deux types de systèmes. Elle incite à généraliser les observations faites sur des systèmes simples à l'ensemble des oscillateurs. Dans ce tableau, on pose l'analogie usuelle entre un oscillateur RLC série (exemple de système électrique), une masse soumise à un ressort (exemple de système mécanique avec un mouvement en translation), et un balancier rotatif (exemple de système mécanique avec un mouvement de rotation). Dans le cas d'un oscillateur RLC parallèle, l'analogie est inversée. (fr)
- Analogie mechano-elektro-akustyczne – system opisu zjawisk akustycznych albo funkcjonowania mechanizmów wykorzystujący zależności opisujące zjawiska występujące w obwodach elektrycznych. Opis taki jest możliwy wówczas, gdy np. przestrzeń, w której przemieszcza się fala akustyczna opisana zostanie przy pomocy elementów elektrycznych. Wówczas np. napięcie elektryczne (różnica potencjałów elektrycznych) staje się analogiem różnicy ciśnień, przepływ prądu elektrycznego przez przewód elektryczny równoważny jest przepływowi gazu (lub cieczy) przez kanał (rurę), opornik reprezentuje zwężkę w tej rurze, kondensator staje się analogiem zbiornika, indukcyjność – bezwładności gazu/cieczy itp. Podobne analogie mechanicznych układów drgających natomiast wiążą siłę, prędkość, masę, tłumienie, sprężystość itp. ze zjawiskami elektromagnetycznymi. (pl)
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- التمثيل الكهربي - الميكانيكي هو تمثيل الأنظمة الميكانيكية على شكل دوائر كهربية. في البداية تم ابتكار التمثيل الكهربي - الميكانيكي ليساعد على تفسير حدوث ظواهر شبيهة بالظواهر الكهربية في الأجزاء الميكانيكية. حيث قدم جيمس كليرك ماكسويل تمثيلًا من هذا النوع في القرن 19، ومع تطور علم الدوائر الكهربية؛ وُجِدَ أن بعض المسائل الميكانيكية يمكن حلها بسهولة من خلال التمثيل الكهربي، وكانت التطورات النظرية في المجال الكهربائي مفيدة بشكل خاص في تمثيل الشبكات الكهربية (رسم الدوائر الكهربية) باستخدام نموذج العناصر المجمع والقدرة على تحليل الدوائر الكهربية، مما ساعد على سهولة حل المسائل الكهربية، وتحويل المسائل الميكانيكية إلى مسائل كهربية. (ar)
- Una analogía electromecánica consiste en la representación de un sistema mecánico mediante un circuito eléctrico. Inicialmente, este tipo de analogías se usaron al revés, para tratar de explicar los fenómenos eléctricos en términos mecánicos más familiares. James Clerk Maxwell introdujo analogías de este tipo en el siglo XIX. Sin embargo, a medida que el análisis de circuitos maduraba, se descubrió que ciertos problemas mecánicos podían resolverse más fácilmente a través de una analogía eléctrica. Los desarrollos teóricos en el dominio eléctrico fueron particularmente útiles cuando la representación de una red eléctrica como un diagrama topológico abstracto (un diagrama electrónico) usando circuitos de parámetros concentrados y la capacidad del análisis de red para modelizar un circuito q (es)
- Mechanical–electrical analogies are the representation of mechanical systems as electrical networks. At first, such analogies were used in reverse to help explain electrical phenomena in familiar mechanical terms. James Clerk Maxwell introduced analogies of this sort in the 19th century. However, as electrical network analysis matured it was found that certain mechanical problems could more easily be solved through an electrical analogy. Theoretical developments in the electrical domain that were particularly useful were the representation of an electrical network as an abstract topological diagram (the circuit diagram) using the lumped element model and the ability of network analysis to synthesise a network to meet a prescribed frequency function. (en)
- L'analogie électro-mécanique est une apparence de similitude entre les grandeurs électriques et mécaniques induite par l'observation des oscillateurs en électricité et en mécanique et par la grande ressemblance entre les équations décrivant l'évolution de ces deux types de systèmes. Elle incite à généraliser les observations faites sur des systèmes simples à l'ensemble des oscillateurs. (fr)
- Analogie mechano-elektro-akustyczne – system opisu zjawisk akustycznych albo funkcjonowania mechanizmów wykorzystujący zależności opisujące zjawiska występujące w obwodach elektrycznych. Opis taki jest możliwy wówczas, gdy np. przestrzeń, w której przemieszcza się fala akustyczna opisana zostanie przy pomocy elementów elektrycznych. Wówczas np. napięcie elektryczne (różnica potencjałów elektrycznych) staje się analogiem różnicy ciśnień, przepływ prądu elektrycznego przez przewód elektryczny równoważny jest przepływowi gazu (lub cieczy) przez kanał (rurę), opornik reprezentuje zwężkę w tej rurze, kondensator staje się analogiem zbiornika, indukcyjność – bezwładności gazu/cieczy itp. (pl)
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