Акустический импеданс

Акусти́ческий импеда́нс, комплексное сопротивление, которое вводится при рассмотрении колебаний акустических систем; представляет собой отношение комплексных амплитуд звукового давления и объёмной колебательной скорости частиц среды. Комплексное выражение для акустического импеданса имеет вид: ${\displaystyle {Z_{\text{a}}={\text{Re}}Z_{\text{a}}+i{\text{Im}}Z_{\text{a}}}}$, где ${\displaystyle {i}}$ – мнимая единица. Действительная часть акустического импеданса ${\displaystyle {{\text{Re}}Z_{\text{a}}}}$ (активное акустическое сопротивление) связана с диссипацией энергии в самой акустической системе и потерями энергии на излучение. Мнимая часть ${\displaystyle {{\text{Im}}Z_{\text{a}}}}$ (реактивное акустическое сопротивление) обусловлена реакцией сил инерции или сил упругости (гибкости). Понятие акустического импеданса важно при рассмотрении распространения звука в акустических трубах, рупорах и т. п. или при рассмотрении акустических свойств излучателей и приёмников звука. Для излучающих акустических систем акустический импеданс определяет мощность излучения и кпд, для излучателей и приёмников звука – условия согласования со средой. Акустический импеданс в Международной системе СИ (SI) измеряется в ${\displaystyle {\text{Н}}\cdot {\text{с}}/{\text{м}}^{5}}$.

Наряду с акустическим импедансом используются понятия удельного акустического импеданса ${\displaystyle {z_{\text{a}}}}$ и механического импеданса ${\displaystyle {Z_{\text{м}}}}$. Удельный акустический импеданс – отношение звукового давления к колебательной скорости частиц в данной точке; для плоской волны ${\displaystyle {z_{\text{a}}}}$ равен волновому сопротивлению среды. Механический импеданс – отношение силы, с которой акустическая система действует на среду, к колебательной скорости частиц среды. Для поршневой излучающей системы с размерами больше длины волны импеданс ${\displaystyle {Z_{\text{м}}}}$ равен произведению звукового давления на площадь поршня, отнесённому к средней по площади колебательной скорости частиц. Единица измерения механического импеданса в Международной системе СИ (SI) – ${\displaystyle {\text{Н}}\cdot {\text{с}}/{\text{м}}}$. Величины ${\displaystyle {Z_{\text{м}}}}$, ${\displaystyle {z_{\text{a}}}}$ и ${\displaystyle {Z_{\text{a}}}}$ связаны соотношениями: ${\displaystyle {Z_{\text{м}}=Sz_{\text{a}}=S^{2}Z_{\text{a}}}}$, где ${\displaystyle {S}}$ – рассматриваемая площадь в акустической системе.