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

16870. Как бы Вы ответили 95 KB
  Как бы Вы ответили Далеко не будучи €œслепой верой€ Христианство можно логически защищать. Кен Хэм Кажется что всё в нашей ежедневной жизни имеет своё начало. Законы науки показывают что даже некоторые вещи которые выглядят неизменными и одинаковыми каждый день
16871. Дизайн человеческого глаза 271 KB
  PAGE 1 Дизайн человеческого глаза Др. Курт Декерт Человек обладает одной из наиболее изумительных зрительных систем. Основные свойства человеческого глаза включают: безупречно скорректированный оптический дизайн точная геометрия материалов контрол...
16872. Молекулярные механизмы: экспериментальная поддержка вывода о Разумном Замысле 158 KB
  Молекулярные механизмы: экспериментальная поддержка вывода о Разумном Замысле Др. Майкл Бихи Для Дарвина клетка и каждая микробиологическая функция были непостижимым черным ящиком. Теперь когда мы можем изучить этот ящик можем ли мы применить теорию Дарвина к нем...
16873. Мутации и новые гены. Можно ли утверждать, что они служат материалом макроэволюции 224.62 KB
  Мутации и новые гены. Можно ли утверждать что они служат материалом макроэволюции Алекс Лунный 1. Макроэволюция основное положение эволюционной теории Понятие макроэволюция является одним из краеугольных камней эволюционной теории основы которой в обязательн...
16874. Дарвинизм как догма 126.18 KB
  Дарвинизм как догма The Morley Institute Inc. June 1998преподаватель биохимии в университете Лихай научный сотрудник Института €œДискавери€ Discovery Institute.Залы академии наук расположены довольно далеко от ковбойских салунов но и у профессоров временами пальцы неудержимо тян...
16875. Научные факты которые опровергают теорию эволюции Перемалыватель Эволюции от Evolution Facts, Inc 1.02 MB
  Научные факты которые опровергают теорию эволюции Перемалыватель Эволюции от Evolution Facts Inc Введение. Ученые говорят об эволюции Ведущие ученые могут коечто сказать Вам об эволюции. Такие утверждения никогда не будут найдены в популярных журналах рядом с вели
16876. Проблема возраста Земли 76 KB
  Проблема возраста Земли Данный краткий специальный обзор составлен канд. геол.минер. наук Л.В.Витте по материалам II Российской конференции по изотопной геохронологии 2527 ноября 2003г. Материалы конференции опубликованы в сборнике Изотопная геохронология в решении про
16877. Очерк естествознания 1.28 MB
  Сергей Вертьянов Очерк естествознания Очерк Сергея Вертьянова долгожданное и очень серьезное согласование новейших достижений науки с православной точкой зрения. Он замечателен тем что написан с большой тщательностью и выверен на самом высоком научном уровне. Ав
16878. Размышления физика о тайне творения вселенной 63.5 KB
  PAGE 2 О.В.Петренко Содержание: 1. Вступление. 2. Чудесное рождение вселеннной и ее удивительная природа. 3. Совершенство конструкции человеческого организма. 4. Вероятность случайного появления человека. 5. Свидетельства фундаментальной науки. 6....