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

37715. Двуфакторний аналіз 51.84 KB
  Суму квадратів всіх дослідів 18 4. суму квадратів сум по стовпцях поділену на число дослідів в стовпцю 19 5. суму квадратів сум по стрічках поділену на число дослідів в стрічці 20 6. суму квадратів для стовпця SS=SS2SS4; 22 8.
37716. Оператори роботи з рядками. Обробка одновимірних масивів та рядків. Статичні одновимірні масиви 675.08 KB
  Статичні одновимірні масиви. Оператори роботи з рядками. Обробка одновимірних масивів та рядків. Мета: навчитись проводити обробку одновимірних масивів та рядків мовою програмування С.
37717. Логические элементы на МДП-транзисторах 1.39 MB
  Теоретические сведения Обратное преобразование двоичного кода в код I из N выполняют преобразователи кода называемые дешифраторами. Синтез структуры дешифратора как и любого другого преобразователя кодов начинается с записи таблицы соответствия входных и выходных кодов. если число входов m и число выходов n дешифратора связаны соотношением: n = 2m то выходы определены для всех двоичных наборов и дешифратор называется полным. Пример неполного дешифратора преобразователь двоичного кода 421 в код I из 10 согласно табл.
37718. Знакомство с принципами микропрограммой эмуляции ЭВМ с программным управлением 53 KB
  р0= 1 1ый элемент р1= 1 2ой элемент р2 Ктый элемент RCT =К2 р3 Сумма Микропрограмма выполняемого алгоритма Выборка команды Адрес МК Операция Поле Значение Функция 00 mov PC OP dd PC 2 B SRC LU DB CONST 7 4 3 1 2 PC R7 D RGB RSC0 Шина DB 01 mov PC RF mov PC RGK JMP B R DST CH F 1 4 2 RF Чтение ОП RGR РЗУ JMP Адрес МК Операция Поле Значение Функция 02 dd R3R0 M MB LU CH 1 2 3 0 Из поля R1 команды Из...
37719. Дослідження динамічних властивостей теплового об’єкта регулювання 984.5 KB
  Мета роботи: експериментальне дослідження динамічних властивостей регулювання теплового обєкта знайомство з методами експериментального визначення перехідної характеристики обєкта регулювання та її параметрів. Опис лабораторного макета Дослідження динамічних властивостей теплового об'єкта регулювання і релейної CP температури здійснюється на стенді схема якого подана на рис. 0 3 4 45 55 65 8 105 125 18 225 t˚С 28 29 295 30 31 32 33 34 35 36 37 Δt˚С 0 1 05 05 1 1 1 1 1 1 1 Основними параметрами перехідної...
37720. Побудова кінематичної схеми плоского механізму та його структурний аналіз 952.57 KB
  Мета роботи - набути навичок складання структурних і кінематичних схем механізмів та проведення їх структурного аналізу. Зміст роботи: на прикладі моделі плоского механізму скласти кінематичну і структурну схеми, визначити кількість ланок, у тому числі вхідних і вихідних, кількість кінематичних пар, записати структурну формулу механізму та встановити його клас і порядок.
37721. Специфікування предметної галузі проекту засобами мови uml. Кількісна оцінка діаграм 108 KB
  кількісна оцінка діаграм Мета: дослідження класів та отримання навиків у побудові діаграми класів UML для специфікування предметної галузі використання стереотипів UML та структурування моделі UML за допомогою пакетів. Опис класів. Побудова діаграми класів Діаграма класів Clss digrm призначена для відображення статичної структури ПЗ проекту що проектується. Діаграма містить класи і взаємозвязки між ними та дозволяє описати їх структуру та типи відношень.
37722. ІМПІЧМЕНТ (АМЕРИКАНСЬКА ЗА ПОХОДЖЕННЯМ МОДЕЛЬ) 99.5 KB
  Тема даної роботи досить актуальна, адже складність процедури імпічменту зумовлює те, що в історії відбувалися лише окремі успішні випадки відсторонення посадових осіб з посад, а імпічмент главі держави вважається резонансною подією.
37723. Подготовка изображений для WEB 3.35 MB
  Изображения в сети также важны как и в любом печатном издании. Изображения должны быть правильно отмасштабированы иметь хорошую четкость и сохранены в цветовом пространстве sRGB. Поэтому для получения хороших результатов при сайтостроительстве нужно корректно отмасштабировать изображения перед помещением их в сеть. В Интернет используются изображения с цветовым пространством sRGB.