點(diǎn)擊圖片查看大圖當(dāng)聲波入射時(shí)，振膜在腔外的一面受到聲壓P的作用下，設(shè)聲膜面積為S，在振膜上就產(chǎn)生一合力F=[﹙P0+P﹚-P0]S=PS.在此作用力下，振動(dòng)膜產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，利用一種力電換能方式，將此振動(dòng)轉(zhuǎn)化成交流電壓輸出，測(cè)量這一輸出電壓也就確定了聲場(chǎng)中對(duì)應(yīng)的聲壓。這就是壓強(qiáng)式傳聲的聲學(xué)作用原理。例如，壓強(qiáng)式動(dòng)圈傳聲器與電容傳聲器的簡(jiǎn)單工作原理，根據(jù)壓強(qiáng)原理，那里的作用力F可以用這里的PS來代替。
現(xiàn)在再來看看更為普遍的情況，如果聲波的入射方向與傳聲器振膜的法線方向成一交角，而且振膜的線度并不很小，那么聲波從聲源傳到振膜各個(gè)部分的距離位置不相同，因此作用在振膜各部分的聲壓振幅和相位也不相同，此時(shí)振膜所受到的合力就不能像前面那樣，簡(jiǎn)單地寫成聲壓P乘上振膜的面積S，而應(yīng)該采用積分的表示:F=∫sPdS,其中P為作用在振膜某一位置上的聲壓，ds為該位置的面元，假設(shè)振膜呈圓形，半徑為a，入射波來自較遠(yuǎn)的點(diǎn)聲源，聲壓可以表示為P=Pae，其中Pa=A/r.設(shè)聲波的入射方向與振膜法線成交角θ，
因?yàn)閭髀暺魈幱诼曉吹倪h(yuǎn)聲場(chǎng)，在振膜上作用的聲壓振幅認(rèn)為近似均勻，由此我們可以寫出振膜某一位置上的聲壓表示為P=Paee,這里p表示在振膜表面以圓心為原點(diǎn)的徑向距離，振膜的受聲表面，我們把該面積分成許多矩形面元，在一面元中作用聲壓近似均勻，面元的面積可近似表示成ds=2√a2-p2dp,p=acosδ,而dp=-asinδdδ,所以ds=a2(1-cos2δ)d(-δ),這里S=πa2為振膜面積，由此可見，傳聲器受到的合力與聲波的入射方向有關(guān)，即傳聲器具有指向特性，指向特性的方括號(hào)因子與活塞輻射指向特性D的表示完全一樣，這時(shí)傳聲器成為無指向性的了，因此利用壓強(qiáng)原理做成的傳聲器一般稱無指向性傳聲器。
其實(shí)這指的僅是對(duì)頻率較低或振膜線度較小的情況。例如，有一壓強(qiáng)式傳聲器，其振膜半徑 a=0.02m,它滿足無指向性的條件ka＜1,與此對(duì)應(yīng)的頻率為f＜c0/2πa=2700Hz.這就是說對(duì)于這樣尺寸的傳聲器，在頻率低于2700Hz時(shí)可以近似是無指向性的，而當(dāng)高于此頻率時(shí)傳聲器將開始呈現(xiàn)指向性。聲波的反射、折射與透射平面聲波在空間里自由傳播的規(guī)律，然而聲波在傳播路徑上常會(huì)遇到各種各樣的“障礙物”。
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