2.3. Описание физического принципа действия

Введем понятие элементарной физической операции, под которой будем понимать только такие ФО, которые могут быть реализованы с помощью одного физико-технического эффекта (ФТЭ).

Для описания физического принципа действия рассматриваемого ТО (согласно определению ФПД, данного в п.1.3 гл. 1) необходимо иметь потоковую ФС, которая состоит только из элементарных ФО. В связи с этим построение ФПД выполняют в следующем порядке.

1. Строят и описывают абстрагированную потоковую ФС по рекомендациям п.2. 2 гл. 2.

2. Проводят анализ потоковой ФС и являются сложные ФО, которые реализованы с помощью нескольких ФТЭ.

3. Для узлов ТО, имеющих сложные ФО, выполняют построение потоковой ФС, состоящей только из элементарных ФО. При этом получают таблицу описания элементарных ФО по форме табл.9.

Следует заметить, что не всегда узел, реализующий сложную ФО, легко удается разделить на конструктивные элементы, соответствующие элементарным ФО. При значительных затруднениях этого можно не делать. В таком случае в следующем п.2. 4 на основе анализа сложной ФО и соответствующей ей конструкции элемента выявляют набор взаимосвязанных ФТЭ, реализующих эту ФО. Допускается также для сложной ФО ввести реализующий ее комплексный ФТЭ, который состоит из нескольких элементарных ФТЭ.

4. Для каждой элементарной ФО определяют реализующий ее ФТЭ и составляют таблицу описания ФТЭ по форме табл. 11. Поскольку имеется соответствие между компонентами А_Т, С_Т (в описании элементарных ФО) и компонентами А, С в описании ФТЭ, то таблицу описания ФТЭ составляют на основе таблицы описания элементарных ФО, откуда берутся номера ФО (ФТЭ), описания компонент А_Т, С_Т, а вместо Е указывают В.

Таблица 11

Описание ФТЭ, применяющихся в электроплитке

№ элементной ФО и ФТЭ	Компоненты описания ФТЭ			Наименование ФТЭ
	А	В	С
1	Эл. напряжение перемещение	Два проводника	Эл. напряжение (0 или 1)	Эффект соединения -разъединения электрической цепи
2	Эл. напряжение	Проводник	Эл. ток	Закон Ома
3	Эл. ток	Проводник	Тепловая энергия	Закон Джоуля – Ленца
4а	Тепловая энергия (температура Т1)	Твердое тело	Тепловая энергия (температура Т2<Т1)	Закон теплопроводности Фурье
4б	Эл. напряжение U0	Изолятор	Эл. напряжение U=0	Электроизоляционный эффект
5	Сила Р	Твердое тело	Сила реакции R= -Р	Эффект равновесия сил
0-2	Тепловая энергия	Жидкость (температура Т1)	Тепловая энергия (температура Т2>Т1)	Закон теплопроводности Фурье

5. На основе таблиц описания ФТЭ и структуры ФО изображают ФПД в виде графа, который отличается от структуры элементарных ФО в основном тем, что в вершинах вместо наименования операций Е указывают соответствующие физические объекты В и по возможности названия самих ФТЭ. Указание названий ФТЭ на графе значительно облегчает восприятие и понимание ФПД.

Следует заметить, что в целях показа в ФПД наиболее важных (для показателей ТО) и сильно влияющих (на конструкцию ТО) физико-технических эффектов иногда целесообразно не включать в структуру ФПД тривиальные и малозначащие ФТЭ. В этом случае ФПД не отражает реализацию некоторых элементарных ФО. Такое упрощение имеет смысл для сложных, содержащих много ФТЭ и трудно обозримых структур ФПД.

При выполнении пп. 2—4 может возникнуть затруднение с определением ФТЭ, реализующих элементарные ФО. Такие затруднения связаны в первую очередь с названием ФТЭ. В связи с этим рекомендуется пользоваться фондом ФТЭ, из которого (используя соответствия А_Т ~ А_Т, С_Т ~ С) вручную по каталогу или с помощью ЭВМ выбирают ФТЭ, формально соответствующий рассматриваемой ФО. После выбора одного или нескольких ФТЭ устанавливают, какой из выбранных ФТЭ на самом деле реализует данную ФО. Если при этом оказывается, что информации недостаточно для установления (распознавания) ФТЭ, то обращаются к дополнительным источникам или экспертам (специалистам по данному классу ТО или физикам).

В табл. 11 и на рис. 11 дано описание и изображение ФПД бытовой электроплитки. В этом примере потоковая ФС представляет собой структуру элементарных ФО. Поэтому при построении ФПД выполнялась работа только по п. 1, 2, 4, 5.

Рис.12. ФПД электроплитки