Физико-технические эффекты.
(Письменные конспекты в электронном виде)
Выполнил: Остальцев П.В.
Группа ТК-11
Проверил: Панов В.А.
Лекция №1.
Литература:
В.А.Панов «Автоматизация проектирования средств и систем управления. Физико-технические эффекты» 2008г.
А.М.Прохоров «Физический энциклопедический словарь» 1983г.
В.Г.Колесников «Электроника. Энциклопедический словарь» 1991г.
Понятие физико-технических эффектов (ФТЭ) – это физический закон, который можно рассматривать как преобразователь одного физического параметра в другой. Иными словами это так называемый черный ящик-преобразователь.
P1 P2 P1 - вход
P2 – выход
К примеру увеличение кол-ва тепла подводимого к телу приводит к увеличению его температуры.
ФТЭ
Q T
Так же, Закон Джоуля Ленца: ток протекающий по проводнику вызывает нагрев проводника.
Дж. Ленца
I T
Формализация описания ФТЭ
Индекс 1- выход, 2-выход;
I – Направление изменения параметра (увеличение, уменьшение, или const);
P – Параметр (температура (T), ток(I), и т.д.);
Q – Тип объекта (твёрдое тело, газ, жидкость, проводник, и т.д., т.е. тип объекта к которому приложен эффект.
Дерево физ. Эффектов – структурная схема, элементами которой являются физ.эффекты, причем выход одного ФЭ является входом другого.
Синтез физического принципа действия (ФПД)
Метод позволяющий синтезировать структуру системы из физико-технических эффектов сущность методов нахождение такой комбинации ФЭ при которой осуществляется преобразование входного параметра в выходной. Т.е. позволяет всё дерево структуры поместить в одно целое с единственным входом и единственным выходом.
Алгоритм синтеза ФПД
Задача в ряде случаев линии электропередач приходится размещать в районах с большим кол-вом осадков, когда t колеблется около 0 провода постепенно обрастают коркой льда значительной ширины в ряде случаев они весят не мало. Вопрос: как предотвратить обрыв проводов?
Определить цель(цели), достижение которой решит проблемы; цель-это выход системы. В данном случае целью является устранить нежелательный эффект и устранить следствия
Найти источник достижения цели, т.е. за счёт каких элементов будет достигнута цель. Источник достижения целей-это выход. На этом этапе целесообразно воспользоваться вещественно полевыми ресурсами (ВПР): ТРИЗ(теория решений изобретательских задач). ВПР можно разделить на группы:
Энергетические, вещественные, пространственные, временные, функциональные, информационные.
Энергетические р-ы: всевозможные виды энергии и полей, которые не вырабатываются специально, а уже используются в системе.
Вещественные р-ы: все вещества, которые есть в системе, над системой и вне системы.
Пространственные р-ы: свободное пространство или пустота, которые можно использовать для изменения системы.
Временные р-ы: использование промежутков времени между процессами.
Функциональные р-ы: возможность использовать известнуб функцию объекта по иному назначению.
Информационные р-ы: данные о параметрах вещества, об изменении свойств или параметров изменения объекта.
Сформировать условия задачи в формулах(терминах) ФЭ
Построение дерева ФЭ.
Решив задачу, примерно получим вот такую цепочку ФЭов.
Фаз.
Переход
Индук.нагрев
Нахождение принципиального решения. В данном случае решение будет таким: использовать ферритовые колечки, надев их на всю длину провода с одинаковым шагом
Классификация Физ. Эффектов
Механические эффекты
Молекулярные явления (фазовые переходы, тепловое расширение вещества, и т.д.
Гидростатика и гидродинамика (закон Архимеда)
Колебания и волны (резонанс, интерференция)
Электрические и электромагнитные (эл.поле, сила Лоренца)
Свойства вещества:
Диэлектрические свойства (Пьеза эф.)
Магнитные (магнето-резистивный эф.)
Электрические (терм-резистивный, тензо-рез, эф)
Термоэлектрические и эмиссионные явления (Зеевеке, Пьензе
Гальвано и термомагнитные явления (явления возникающие под действием магнитного поля в проводниках с током (эффект Холла))
Электрические разряды в газах (коронный разряд)
Электрокинетические явления (осмос)
Световещество
Фотоэлектрические и фотохимические явления
Анизотропия и свет
Явления микромира (ядерный магнитный и акустический магнитные резонансы)
Другие