- •1.Естествознание. Тенденции в развитии естествознания. Темпы развития естествознания. Физические революции. Фундаментальные и прикладные науки (сущность и проблемы).
- •2. Естествознание – основа современных наукоёмких технологий. Технологии (понятие, история, классификация). Научно-технические революции. Жизненный цикл технологии.
- •3.Инновации. Виды инноваций. Инновационные технологии. Жизненный цикл нововведений
- •4. Техносфера. Особенности развития технологий. Обновление технологий и подъёмы в экономике.
- •5. Представления о материи, движении, пространстве и времени. Понятие о структурных уровнях организации материи. Мегамир, макромир и микромир.
- •6. Фундаментальные взаимодействия.
- •7. Механика как основа многих технологий. Основные законы и понятия механики.
- •8. Законы сохранения количества движения (импульса), энергии и момента количества движения, их применение в технике и технологиях. Принцип реактивного движения.
- •9. Применение фазовых переходов в технике и технологиях.
- •10. Элементная база компьютера. Развитие твердотельной электроники. Технологии микроэлектроники. Развитие нанотехнологии.
- •11. Основные представления современной химии. Эволюционная химия. Синтез новых материалов и применение новых материалов в технике и технологиях.
- •12. Взаимосвязь атомно-молекулярного строения и химических свойств веществ. Периодическая таблица элементов д. И. Менделеева. Трансурановые элементы и их применение в технике и технологиях.
- •13. Химические связи, химическое равновесие и принцип Ле Шателье. Экзотермические и эндотермические реакции и их применение в технике и технологиях.
- •14. Естественно-научные основы лазерных технологий. Особенности лазерного излучения. Применение лазеров в технике и технологиях.
- •15. Современные представления об эволюции Вселенной, галактик, звезд и звездных систем.
- •16. Солнечная система. Законы небесной механики – законы Кеплера. Солнечно-земные связи. Учение а. Л. Чижевского. Ракетно-космические технологии.
- •17. Гравитационное взаимодействие тел. Закон всемирного тяготения Ньютона. Космические скорости.
- •18. Самоорганизация в живой и неживой материи. Синергетика и её применение в технике и технологиях.
- •19. Основные понятия термодинамики. Первое и второе начало термодинамики.
- •20. Синтез органических и неорганических соединений. Биосинтез. Применение синтезированных соединений в технике и технологиях.
- •22. Электрический ток и магнитное поле и их применение в технике и технологиях. Напряженность магнитного поля и закон полного тока. Энергия магнитного поля.
- •23. Геометрическая оптика и волновая теория света. Дисперсия, явления интерференции и дифракции, поляризация и их применение в технике и технологиях.
- •24. Металлургические технологии.
- •25. Классификация двигателей и принципы их работы.
- •26. Информационные технологии. Суперкомпьютер. Нейронные сети. Технологические возможности реализации высокой информационной плотности.
- •27.Энергетическое машиностроение. Станкостроение. Робототехника.
- •28. Наночастицы. Нанотехнологии. Нанолитография. Наномедицина. Нанобиоэлектроника. Молекулярная самосборка. Наноматериалы.
- •29. Машиностроительные технологии.
- •30. Основные научные достижения в биологии и генетике. Роль днк и рнк в системе управления генетической информацией. Наследственность и изменчивость.
- •31. Ген. Геном. Генотип. Генная инженерия. Клонирование.
- •32.Биотехнологии – прикладное направление современной биологии. Применение биотехнологий в различных отраслях народного хозяйства.
- •33. Технологии строительства.
- •34. Развитие химических технологий. Химические процессы. Виды катализа. Применение катализа в химических технологиях.
- •35.Транспортные технологии. Экономичный автомобиль. Виды транспорта (авиа, автомобильный, железнодорожный, речной, морской, трубопроводный) и их характеристика.
- •36.Научные методы исследования. Принципы познания.
- •Формы познания
- •37. Сознание и интеллект. Человек и эмоции. Исследования человеческого мозга и возможностей человека.
- •1. Формы движения материи. Потенциальная и кинетическая энергии, их природа и взаимопревращение.
- •2. Технологии лёгкой промышленности.
- •3. Сельскохозяйственные и лесные технологии.
- •4.Добывающая и перерабатывающая промышленность. Инновации в добывающей и перерабатывающей промышленности.
- •5. Сущность процесса измерения. Виды измерений. Роль измерений в науке, технике. Погрешности измерений, их виды, причины возникновения.
- •6.Использование достижений естественных наук в приборостроении. Приборостроение.
- •7. Звуковые волны. Инфразвук, гиперзвук, ультразвук и его применение в технике и технологиях.
- •10. Классы точности измерительных приборов. Абсолютные и относительные погрешности. Измерительные технологии.
- •11. Промышленная переработка топлива (коксование угля, крекинг нефти, переработка нефти методом ректификации).
- •12. Тепловая машина. Цикл Карно. Паровая машина. Использование тепловых машин в технике и технологиях.
- •13. Физические эффекты (эффект эжекции, гироскопический эффект, центробежная сила, эффект Доплера, акустическая кавитация, диффузия, гидростатическое давление) в машиностроении.
- •14. Эффект Доплера и его применение в технике и технологиях.
- •15. Выделение информации на фоне помех. Использование явления резонанса для выделения полезного сигнала. Использование и применение явления резонанса в технике и технологиях.
- •16. Квантовые эффекты в микромире. Виды спектров. Спектральный анализ и его применение в технике и технологиях.
- •17.Новые технологии передачи и хранения информации.
- •19. Основные закономерности цепей постоянного тока. Закон Ома, 1-е и 2-е правила Кирхгофа. Применение постоянного тока в технике и технологиях.
- •20. Основные закономерности цепей переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока. Последовательный и параллельный резонансы. Явление резонанса и его применение в технике и технологиях.
- •21. Техническое использование переменного тока.
- •22. Закон Фарадея и принцип действия электрических трансформаторов. Линии электропередач.
- •23. Взаимодействие электромагнитного поля и движущегося заряда. Сила Лоренца. Принцип действия электрогенераторов.
- •24. Электромагнитное излучение и его природа. Шкала электромагнитных волн, области применения различных частотных диапазонов в технике и технологиях.
- •25. Свойства металлов (электропроводность, звукопроводность, твёрдость, пластичность, ковкость, плавкость, плотность).
- •26. Сущность параметров давления и температуры, их влияние на фазовое состояние вещества, использование на практике, в технике и технологиях.
- •27. Источники энергии. Способы преобразования энергии. Тэс, гэс, аэс. Альтернативная энергетика.
- •29. Поведение веществ в электрических полях. Диэлектрики и пьезоэлектрики и их применение технике и технологиях.
- •30. Поведение веществ в магнитных полях. Ферромагнетики и ферриты и их применение технике и технологиях.
- •31. Новые материалы. Синтетические материалы. Полимерные материалы. Термопласты и реактопласты, эластомеры, пластмассы и их применение технике и технологиях.
- •32. Производство металлов (сталь, чугун, алюминий).
- •33. Радиоактивность и закон радиоактивного распада. Изотопы. Технологии утилизации радиоактивных отходов и материалов.
- •34. Энергосберегающие технологии.
- •35. Промышленные биотехнологии. Пищевые технологии. Производство лекарственных препаратов, продуктов питания.
- •36. Топливные элементы. Водородная энергетика.
- •37. Электрогенератор. Электродвигатель. Применение их в технике и технологиях.
19. Основные закономерности цепей постоянного тока. Закон Ома, 1-е и 2-е правила Кирхгофа. Применение постоянного тока в технике и технологиях.
Электрическим током называется упорядоченное движение электрических частиц в пространстве.
Силой тока называется количество электричества, проходящее через поверхность за единицу времени: I=dq/dt
Плотностью тока называется величина тока, проходящего через единичную площадь: j=dI/dS
Ток называется постоянным, если его сила и направление не меняются с течением времени. Для постоянного тока: I=q/t
Законы постоянного тока.
Закон Ома: Напряжение на участке цепи равно произведению его сопротивления R [Ом] на силу тока I, [А]:U=RI,B.
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению: I = U / R;
При последовательном соединении резисторов:
R=R1+R2 при параллельном соединении:
1/R=1/R1 + 1/R2
Мощность, выделяемая в проводнике равна:
Вт. P=I^2*R=U^2/R, Вт
Энергия, выделяющаяся за время Т, равна:
W=PT=I^2*RT=(U^2*T)/R, Дж
Правило Кирхгофа первое.
Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю:
Правило Кирхгофа второе (правило контуров).
В любом замкнутом контуре сумма произведений сил токов на сопротивления соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме приложенных в нем э.д.с.
Применение постоянного тока в технике и технологиях: трамваи, электрички, электродвигатели, троллейбусы. Большинство электронных схем в качестве питания используют постоянный ток. Иногда в некоторых устройствах постоянный ток преобразуют в переменный ток преобразователями.
20. Основные закономерности цепей переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока. Последовательный и параллельный резонансы. Явление резонанса и его применение в технике и технологиях.
Переменный ток — это ток, сила и направление которого изменяются во времени.(по закону sin и cos)
Переменный ток получают, используя явление электромагнитной индукции, при котором в проводнике, пересекающем магнитное поле, возникает электродвижущая сила.
Электродвижущая сила переменного тока определяется выражением:
E=Emsin(t+),где Em, — максимальное или амплитудное значение э.д.с., = 2f— круговая частота, f == 1/T — частота изменения направления тока в секунду, Т — период колебания, — фаза относительно некоторого начального момента времени.
Различают мгновенное и действующее значения напряжения и тока, имеющие соотношение:
Еп=Еm/sqrt, Iп=Im/sqrt
Мощность в цепи переменного тока равна, ((Em*Im)/2)*cos(фи)
где Em, и 1m — амплитудные значения напряжения и тока в электрической цепи, — сдвиг фазы между ними.
Любой проводник электрической цепи обладает тремя видами сопротивления:
Активным: R = U/I; (токи, напряжение совпадают по фазе)
Индуктивным: ХL, =L; (ток отстает по фазе на 90о)
Емкостным: Хс = 1/С.(опережает по фазе на 90о)
Поэтому общее сопротивление цепи, в которой имеются сопротивление (резистор), индуктивность и емкость, будет определяться выражением:
При равенстве Д= 1/С в цепи наступает резонанс.
В связи с удобством преобразования из высокого напряжения, необходимого для передачи электроэнергии на большие расстояния в низкое, необходимое для непосредственного использования в быту и в технике, переменный ток нашел широкое применение в промышленности и в быту. В промышленности переменный ток используется для питания электромоторов, в основном. асинхронного типа, в быту — для питания электронагревательных приборов, освещения, холодильников, бытовых электромоторов и т. п.
Закон Ома для цепей переменного тока.
Величина переменного тока будет тем больше, чем больше напряжение и чем меньше полное сопротивление:
I = U / z.
Последовательный и параллельный резонансы
Резонанс - резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающего воздействия к некоторой фиксированной частоте (к резонансной частоте).
Параллельный резонанс - резонанс в электрической цепи из катушки индуктивности и конденсатора, соединённых параллельно относительно источника переменного тока. При нём алгебраическая сумма реактивных проводимостей ветвей равна нулю и общий ток цепи совпадает по фазе с приложенным напряжением.
Использование: для улучшения коэффициента мощности электрических установок, в радиоприёмных устройствах.
Последовательный резонанс - резонанс в электрической цепи из соединённых последовательно катушки индуктивности и конденсатора. На резонансной частоте сопротивление такой цепи равно нулю, и ток в ней по фазе совпадает с приложенным напряжением.
Использование: для повышения напряжения в импульсных цепях.
Применение в технике и технологиях:
Большинство музыкальных инструментов издают звуки определенных частот благодаря резонансу. А духовой инструмент - вообще резонанс столба воздуха.
Все механические и электромеханические часы используют принцип стабильности колебания маятников в условии резонанса (вынужденные колебания равны собственным)