Terhardt, E. (1975). Die Nachbildung mechanischer Schwingungsgebilde durch elektrische Schaltungen. In: Fortschritte der Akustik (DAGA'75), Physik-Verlag, Weinheim, 421-424


Die Verwandtschaft zwischen der räumlichen Struktur des mechanischen und des elektrischen Systems beruht letztlich darauf, daß (1) sowohl im mechanischen als auch im elektrischen System Energie von einem Ort zum anderen transportiert wird, und (2) die Wege des Energietransports im mechanischen System durch die räumliche Anordnung der Systemelemente und ihrer mechanischen Verbindungen gegeben sind. Es werden die elektrischen Elementarschaltungen dargestellt, welche den mechanischen Energie-Toren und -Pfaden entsprechen. Auf dieser Grundlage kann man einfache Verfahren zum Umzeichnen einer mechanischen Struktur in die analoge elektrische Struktur angeben, und zwar für die beiden hauptsächlich üblichen und zweckmäßigen Entsprechungen (Kraft-Spannungsanalogie bzw. Kraft-Stromanalogie). Im Falle der Kraft-Stromanalogie ergibt sich ein besonders einfaches Verfahren, wie folgt. Man ersetze im mechanischen Abbild jeden Reibungswiderstand durch einen elektrischen Widerstand, jede Feder durch eine Spule und jeden Hebel durch einen Sparübertrager. Die Kraftübertragungsstangen fasse man als elektrische Leitungsdrähte auf. Die Massenpunkte des mechanischen Systems (einschließlich gegebenenfalls der unendlich großen Masse des Bezugssystems) ersetze man durch einseitig angeschlossene Kondensatoren. Die offenen Anschlüsse aller Kondensatoren verbinde man mit der elektrischen Rückleitung. Die formal und physikalisch sinnvolle Begründung der Verfahren wird angegeben. Darin wird insbesondere die bisher übliche, jedoch physikalisch sinnlose Verbindung der Massenpunkte mit dem Bezugssystem entbehrlich.


The similarity between the spatial structure of a mechanical system and an equivalent electrical network ultimately emerges from the notion that (1) both in the mechanical and in the electrical system energy is transmitted from one place to another, and (2) the paths of energy transmission through the mechanical system are determined by the mechanical elements and the mechanical connections of them. The elementary electrical circuits are described that correspond to mechanical gates and paths. On this basis simple methods for the transformation of a mechanical structure into the equivalent electical circuit structure can be designed, i.e. for the two most appropriate mechano-electrical analogies (force-voltage, and force-current, respectively). For the force-current analogy the procedure is particularly simple, as follows. In the mechanical scheme each frictive resistance is replaced by an electrical resistance, each spring by an electric coil, and each lever by an electric transformer. The mechanical wire connections are conceptually transformed into electric wires. The mechanical masses (including a possibly infinite mass of a reference system) are transformed into electrical condensors attached with one wire at the appropriate point. The second wire of the condensors are connected with each other and can be regarded as "electrical mass". The formal and physical foundation of this procedure is described. In this concept, mechanical connection of masses to a mechanical reference system, which often is used and which physically does not make sense, can be avoided.


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