39015

Физические системы

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Энергию всегда можно представить в виде произведения двух сомножителей один из которых описывает интенсивность расхода или накапливания энергии а второй характеризует количественные результаты этого процесса. Активными элементами служат источники энергии. Пассивные элементы системы служат либо для накопления либо для поглощения энергии. Накопители энергии могут накапливать либо потенциальную либо кинетическую энергию.

Русский

2013-09-30

34 KB

3 чел.

Лекция

Многие системы, совершенно не похожие друг на друга по своей физической природе, описываются дифференциальными уравнениями одного и того же вида. Это обстоятельство весьма выгодно, так как оно позволяет описывать поведение многих различных физических систем с помощью одной-единственной математической модели.

Сходство в поведении физических систем различной физической природы станет понятным, если принять во внимание тот факт, что во всех этих системах действует одна и та же величина – энергия. Энергию всегда можно представить в виде произведения двух сомножителей, один из которых описывает интенсивность расхода или накапливания энергии, а второй характеризует количественные результаты этого процесса.

Используя законы Ньютона для механической системы, мы приравниваем приложенные внешние силы к сумме сил противодействия. Для электрической системы, используя законы Кирхгофа, мы приравниваем приложенные внешние напряжения к сумме падений напряжения в цепи.

Оба эти закона являются лишь частными формулировками более общих принципов равновесия и непрерывности.

Таблица

Обычно удобно различать активные и пассивные элементы системы.

Активными элементами служат источники энергии. В обоих рассмотренных нами системах активным элементом был вход: источник силы в механической системе и источник напряжения – в электрической.

Пассивные элементы системы служат либо для накопления, либо для поглощения энергии. Накопители энергии могут накапливать , либо потенциальную, либо кинетическую энергию. Поглотители энергии преобразуют механическую или электрическую энергию в тепло.

В любом случае доказательством аналогичности двух систем может служить лишь один факт – тот факт, что обе системы описываются дифференциальными уравнениями одного вида.  


Системы общего вида

Механические системы

Электрические системы

Энергия и ее составляющие

Показатель интенсивности накопления или поглощения энергии  P

Количественный результат использования энергии Q

Энергия P*Q

Сила        F

Смещение y

Энергия  F*y

Напряжение E

Заряд  q

Энергия E*q

Пассивные элементы систем и их свойства

1. Накопитель потенциальной энергии

  •  упругость = P/Q
  •  податливость = Q/P

2. Накопитель кинетической энергии

-инерционность = P/(d2Q/dt2)

-мобильность = (d2Q/dt2)/P

3. Поглотитель энергии

- сопротивляемость = P/(dQ/dt)

1. ПРУЖИНА

  •  жесткость K=F/y

2. МАССА

-инерционная масса M=F/(d2y/dt2)

3. АМОРТИЗАТОР

-коэффициент активных потерь R=F/(dy/dt)

1. КОНДЕНСАТОР

-емкость  C=q/E

2. ИНДУКТИВНАЯ КАТУШКА

  •  индуктивность

L=E/(d2Q/dt2)

3. ОМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

  •  активное сопротивление

R=E/(dq/dt)

  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2820. Методика составления рейтинга надежности банков 28.76 KB
  Методика составления рейтинга надежности банков C разрешения автора Профиль (№20(92) от 01.06.1998) приводит более подробное изложение методики к.э.н. В.С.Кромонова. Параметры баланса В качестве исходных данных для составления рейтинга испол...
2821. Современные требования к жилью 90.5 KB
  Современные требования к жилью Качество жилых зданий, сооружений, систем инженерного оборудования и городских территорий Жилище — квартиру, дом, окружающую его территорию — рассматривают как части системы человек — среда обитания. И...
2822. Топливо–измерительные комплексы. Расходомеры 619.54 KB
  Назначение топливо- измерительных комплексов На большинстве самолетов устанавливаются две системы. Одна включает устройства для измерения количества топлива в баках, управления порядком заправки его на земле и выработки в полете, другая...
2823. Инженерное оборудование городских территорий 32 KB
  Инженерное оборудование городских территорий Классификация систем инженерного обеспечения города Инженерные коммуникации бывают подземными, наземными и надземными. К подземным инженерным сетям относятся трубопроводы, кабели и коллекторы. Используютс...
2824. Производственный менеджмент 1.69 MB
  Экономика производства Экономика производства – отрасль знаний, изучающая теорию и практический опыт хозяйствования производственных предприятий. Она включает рассмотрение широкого спектра факторов, участвующих в сфере производства и реали...
2825. Особенности сложившейся застройки разных периодов строительства 27.5 KB
  Особенности сложившейся застройки разных периодов строительства. Характеристика застройки разных периодов с позиций необходимости и возможности ее реконструкции. Результаты и социально-экономический эффект реконструкции сложившейся застройки. Особен...
2826. Канал измерения запаса топлива 1.83 MB
  Виды топливомеров. Приборы, измеряющие объемное или весовое количество топлива в баках, называются топливомерами. Они позволяют экипажу самолета в любой момент полета определить, сколько топлива имеется в баках, и оценить время, в течение которого...
2827. ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ (ВНД) 200 KB
  Определение высшей и низшей нервной деятельности. Виды ННД и ВНД. Учение И.П. Павлова о ВНД. Врожденные и приобретенные формы поведения. Принципы работы коры. Безусловные и условные рефлексы (классификация, характеристика, сравнительная характеристика БР и УР). Правила формирования УР. Торможение в коре. Физиология памяти.
2828. Факторы, оценивающие качество застройки 26 KB
  Факторы, оценивающие качество застройки. Комплексное понятие качества. Критерии рациональности и комфортности. Показатели экономической целесообразности, капитальности, безопасности, функциональности и гигиены. Учет и повышение качества застройки пр...