- •Часть 1. Основы внутреннего риска
- •Глава 1. Основы теории решения изобретательских
- •Глава 2. Основные положения теории подобия и
- •Глава 3. Основы функционально – физических систем
- •Глава 4. Основы управления надежности и риска техносферы
- •Определения и сокращения
- •Введение
- •Глава 1. Основы теории решения изобретательских задач (триз) [2 и 3]
- •1.1. История развития технического прогресса
- •1.1.1. Мир техники и технологии
- •1.1.2. Естественная история машин [6]
- •1.2. «Умные» материалы
- •1.3. Иерархия описаний технических объектов
- •2.4. Модели технического объекта [2]
- •1.5. Окружающая среда технического объекта
- •1.6. Морфологический анализ технического объекта
- •1.7. Основные закономерности проявления физического эффекта
- •1.8. Описание функций элементов и построение функциональной системы технического процесса, материала и физического принципа действия [10]
- •2.9. Критерий развития технической системы [2]
- •1.9.1. Функциональный критерий развития технического объекта
- •1.9.2. Технологический критерий развития
- •1.9.3. Экономический критерий развития
- •1.9.4. Антропологический критерий развития
- •1.9.5. Критерий прогрессивной эволюции
- •Глава 2. Основные положения теории подобия и планирования эксперимента [11]
- •2.1. Стадии инженерной деятельности
- •2.2. Основы планирования технологического эксперимента
- •Глава 3. Основы функционально – физических систем [2]
- •3.1. Морфологическая модель технологических принципов
- •3.2. Примеры известных проявлений различных видов энергии
- •3.3. Основные человеческие потребности, как потенциальные источники опасности
- •Глава 4. Основы управления надежности и риска техносферы [10]
- •4.1. Паттерна и синергетика [9]
- •4.2. Некоторые сведения о синергетике [8]
- •4.3. Флуктуации веществ
- •Рекомендуемая литература
- •1. Физические эффекты
- •2. Каталог принципов изменения энергии или вида сигнала
2. Каталог принципов изменения энергии или вида сигнала
Столбцы каталога имеют следующие названия:
№ вход - выход |
№, название ФЭ |
Рисунок |
Применение |
|
Номера и названия входов – выходов:
- длина, поперечное сечение, объем;
- скорость;
- ускорение;
- сила, давление, механическая энергия;
- плотность;
- время, частота;
- звук;
- теплота, температура;
- электрическое сопротивление;
-электрическое напряжение, электрический ток, электрическое поле;
- емкость;
- магнитное поле, индуктивность;
- электромагнитные волны (свет).
- емкость;
- магнитное поле, индуктивность;
- электромагнитные волны (свет).
02 - 01 |
1. Закон движения |
|
|
02 - 01 |
2. Статическое вращение жидкости |
|
∆l = k ∙ (n2) ω = 2∙π∙n, об/мин |
04 - 01 |
3. Закон Гука |
|
|
04 - 01 |
4. Поперечное сжатие |
|
|
04 - 01 |
5. Сдвиг с тягой |
|
|
06 - 01 |
6. Стоячая волна |
|
|
06 - 01 |
7. Колебания струн |
|
|
06 - 01 |
|
|
|
06 - 01 |
8. Вынужденные механические колебания |
|
|
06 - 01 |
9. Резонанс |
|
|
08 - 01 |
10. Тепловое расширение |
|
|
08 - 01 |
11. Аномалия теплового расширения |
|
|
10 - 01 |
12. Обратный пьезоэ-лектрический эффект |
Имеет место в некоторых кристаллах диэлектриках |
Е – напряженность эл. поля d – постоянная материала |
10 - 01 |
13. Электрострикция |
Деформация
всех диэлектриков в Эл. Поле( |
|
12 - 01 |
14. Магнитно-стрикция |
|
|
01 - 02 |
15. Неразрывность |
|
|
01 - 02 |
16. Закон Торичелли |
|
|
01 - 02 |
17. Связь линейной скорости с угловой |
|
|
04 - 02 |
18. Кинетическая энергия вращательного и поступательного движений |
|
|
04 - 02 |
19. Закон Бернулли |
|
|
04 - 02 |
20. Импульс, момент импульса |
|
|
04 - 02 |
21. Гироскопический эффект |
|
|
04 - 02 |
22. Закон сохранения момента импульса |
|
|
04 - 02 |
23. Закон сохранения импульса |
|
(упругое взаимодействие)
(неупругое взаимодействие) |
06 - 02 |
24. Дисперсия |
Зависимость от частоты скорость распространения сигналов |
|
08 - 02 |
25. Скорость звука |
|
|
10 - 02 |
26. Электро-кинетическое явление (электроосмос) |
|
|
12 - 02 |
27. Закон электро-магнитной индукции |
|
|
02 - 03 |
28. Заряд в магнитном поле |
|
|
04 - 03 |
29. II закон Ньютона |
|
|
10 - 03 |
30. Заряд в электрическом поле |
|
F=qE
|
01 - 04 |
31. Поверхностное натяжение |
|
F=2dl d – коэффициент поверхностного натяжения |
01 - 04 |
32. Изменение сдвига |
|
|
01 - 04 |
33. Закон Бойла-Мариотта |
|
|
01 - 04 |
34. Сила Кулона |
|
|
01 - 04 |
35. Закон Архимеда |
|
|
01 - 04 |
36. Тяготение |
|
|
01 - 04 |
37. Центробежная сила |
|
|
01 - 04 |
38. Гидростатическое давление |
|
|
01 - 04 |
39. Капиллярное давление |
|
=
P
– гидростатическое давление,
|
02 - 04 |
40. Кинетическая энергия поступательного и вращательного движений |
|
|
02 - 04 |
41. Законы динамики поступательного и вращательного движений |
|
|
02 - 04 |
42. Вихревой ток |
|
|
02 - 04 |
43. Ламинарное течение |
|
|
02 - 04 |
44. Турбулентное течение |
|
|
02 - 04 |
45. Завихрение (переход к турбулентному течению) |
|
|
02 - 04 |
46. Профильное вытеснение |
|
|
02 - 04 |
47. Эффект Магнуса |
|
|
02 - 04 |
48. Сопротивление потока |
|
|
05 - 04 |
49. Закон всемирного тяготения |
|
|
05 - 04 |
50. Кинетическая энергия поступательного и вращательного. движений |
|
|
06 - 04 |
51. Абсорбция резонанса |
способная к колебаниям система имеет высокую абсорбцию энергии в области резонансной частоты |
|
07 - 04 |
52. Давление звуковое |
|
|
08 - 04 |
53. Тепловое расширение |
|
|
08 - 04 |
54. Кривая давления |
|
|
08 - 04 |
55. Закон Гей-Люссака (изохорический процесс) |
|
|
08 - 04 |
56. Осмотическое давление |
|
|
10 - 04 |
57. Электрокинетический эффект |
|
движение частиц вещества в электрическом поле (скорость переноса зависит от величины поля) |
10 - 04 |
58. Диэлектрический гистерезис (циклический) |
|
|
10 - 04 |
59. I закон Кулона |
|
|
10 - 04 |
60. Электрокинетический эффект (электроосмос) |
|
|
10 - 04 |
61. Относительная диэлектрическая проницаемость |
|
|
12 - 04 |
62. II Закон Кулона |
|
|
12 - 04 |
63. Эффект Эйнштейна-де Гааза |
|
намагничивание или размагничивание ферромагнетика вызывает вращение (создает момент импульса) |
12 - 04 |
64. Ферромагнетики |
|
|
12 - 04 |
65. Парамагнетики |
|
|
12 - 04 |
66. Диамагнетики |
|
|
12 - 04 |
67. Намагничивание ферромагнетика |
|
|
12 - 04 |
68. Магнитный гистерезис (циклический) |
|
|
12 - 04 |
69. Магнитный гистерезис (вращательный) |
|
|
13 - 04 |
70. Давление излучения |
|
|
01 - 05 |
71. Момент инерции |
|
|
08 - 05 |
72. Изобарический процесс |
|
|
01 - 06 |
73. Жесткость |
|
|
01 - 06 |
74. Крутильный маятник |
|
|
01 - 06 |
75. Математический маятник |
|
|
01 - 06 |
76. Физический маятник |
|
|
01 - 06 |
77. Явление времени срабатывания |
|
|
02 - 06 |
78. Движение рывками (неравномерное движение) |
|
|
01 - 06 |
79. Вихревой поток(след) |
|
|
04 - 06 |
80. Струна |
|
|
05 - 06 |
81. Маятники (крутильный кружильный) |
|
|
08 - 06 |
82. Собственная частота (кварц) |
соответственная частота кварцевого резонатора очень сильно изменяется с температурой, это относится к соответствующему разрезу в кристалле |
|
10 - 06 |
83. Эффект Джозефсона |
|
|
01 - 07 |
84. Поглощение звука |
|
|
02 - 07 |
85. Эффект Доплера |
|
|
10 - 07 |
86. Термофон |
|
|
01 - 08 |
87. Теплопроводность |
|
|
01 - 08 |
88. Излучение |
|
|
04 - 08 |
89. Трение |
|
|
04 - 08 |
90. начало термодинамики |
|
|
04 - 08 |
91. Эффект Джоуля-Томсона |
изменение температуры реального газа при адиабатическом дросселировании |
|
02 - 08 |
92. Адиабатическое расширение (сжатие) |
увеличение (или уменьшение) температуры газа при его быстром сжатии (или расширении) |
|
04 - 08 |
93. Гистерезис упругий |
|
|
04 - 08 |
94. Конвекция |
|
|
04 - 08 |
95. Турбулентость |
|
|
04 - 08 |
96. Пластическая деформация |
|
|
06 - 08 |
97. Диэлектрическая потеря теплоты |
|
|
10 - 08 |
98. Джоулево тепло |
|
|
10 - 08 |
99. Эффект Пельтье |
|
|
10 - 08 |
100. Эффект Томсона |
|
|
10 - 08 |
101. Световая дуга |
|
|
12 - 08 |
102. Эффект Риги-Ледюка |
|
|
12 - 08 |
103. Адиабатическое размагничивание |
если парамагнитное тело адиабатически намагничивается или размагничивается, то оно нагревается или охлаждается |
|
13 - 08 |
104. Теплота излучения |
|
|
01 - 09 |
105. Длина и сечение провода (проводника) |
|
|
01 - 09 |
106. Электролит |
|
|
06 - 09 |
107. Скин-эффект (поверхностный эффект) |
зависимое от частоты (ω) вытеснение переменных токов к поверхности проводника и возрастание вследствие этого сопротивления |
|
06 - 09 |
108. Комплексное сопротивление |
|
|
08 - 09 |
109. Проводник |
|
|
08 - 09 |
110. Полупроводник |
|
|
08 - 09 |
111. Свехпроводимость |
при охлаждении до определенной критической температуры, близкой к абсолютному нулю, сопротивление некоторых металлов скачком уменьшается |
|
10 - 09 |
112. Варистор |
полупроводниковые сопротивления, проводимость которых резко возрастает при увеличении напряженности электрического поля |
|
10 - 09 |
113. Туннельные диоды |
полупроводниковый элемент с зоной отрицательного, дифференциального сопротивления |
|
10 - 09 |
114. Полевой транзистор |
полупроводниковый элемент, сопротивлением которого можно управлять посредством электрического поля (или сопротивление которого можно распределять через электрическое поле) |
|
11 - 09 |
115. Комплексное сопротивление |
|
|
12 - 09 |
116. Магнетосопротивление |
Изменение электрического сопротивления проводника под действием магнитного поля, обусловленное искривлением в магнитном поле траекторий носителей тока |
|
12 - 09 |
117. Эффект Томсона |
изменение удельного электрического сопротивления ферромагнетиков при их намагничивании во внешних полях |
|
12 - 09 |
118. Сверхпроводимость |
по достижении критической индукции магнитного поля Вкр из сверхпроводника (С) получается нормальный проводник (Н), электрическое сопротивление при этом возрастает |
|
12 - 09 |
119. Фотоэффект в запирающем слое |
если осветить запирающий слой полупроводника, то возникают свободные носители зарядов, которые способствуют электрической проводимости |
освещенность
|
12 - 09 |
120. Фотосопротивления |
полупроводниковый элемент, сопротивление которого уменьшается вследствие возникающих свободных носителей зарядов |
освещенность |
13 - 09 |
121. Ионизация |
в газах под действием различных излучений появляются ионы и электроны и газы становятся электропроводными |
|
01 - 10 |
122. Расстояние между обкладками конденсатора |
|
|
01 - 10 |
123. Ударная ионизация |
если в трубке с газом под небольшим давлением из канала выходит поток электронов Iпо, то этот поток возрастает в зависимости от расстояния между катодом и анодом |
α – коэффициент объемной ионизации |
02 - 10 |
124. Электромагнитная индукция |
|
|
02 - 10 |
125. Ионизация |
между электродами проходит ток I, зависимый от υ из-за рекомбинационного времени ионов |
I – ионизация от α частицы 2 – от β излучения 3 – от слабого космического фона |
05 - 10 |
126. Эффект Толмэна-Стюарта |
при резком торможении ϣ показывает ток |
|
02 - 10 |
127. Электродинамический эффект |
|
К – постоянная расположения системы |
04 - 10 |
128. Пьезоэффект (прямой) |
|
|
04 - 10 |
129. Электрокинетический эффект |
|
|
04 - 10 |
130. Контактное электричество |
для разделения соприкасающихся заряженных поверхностей необходима энергия, затрачиваемая на преодоление притяжения разноименных зарядов (аналогично возрастанию напряжения плоского конденсатора) |
|
04 - 10 |
131. Ионизация |
|
|
04 - 10 |
132. Эффект Баркгаузена |
|
механическое напряжение |
08 - 10 |
133. Эффект Зеебека |
|
α – удельная термо-эдс |
08 - 10 |
134. Термоэлектронная эмиссия |
испускание электронов нагретым металлом |
|
08 - 10 |
135. Шумовой эффект |
в результате теплового движения электронов в резисторе (сопротивлении) возникает напряжение шумов, действующее значение которого зависит от температуры Т |
|
08 - 10 |
136. Пироэлектрический эффект |
возникновение электрического поля на торцевых поверхностях нагретого пьезоэлектрика |
|
08 - 10 |
137. Эффект Джозефсона |
если при микроволновом облучении соприкасаются два сверхпроводника, то между ними возникает постоянное напряжение U, которое пропорционально частоте υ |
|
09 - 10 |
138. Омическое сопротивление |
|
|
11 - 10 |
139. Сохранение заряда |
|
|
12 - 10 |
140. Эффект Холла |
|
R- постоянная Холла |
12 - 10 |
141. Магнистор |
транзистор, у которого отдается напряжение в зависимости от магнитной напряженности поля и тока коллектора |
|
12 - 10 |
142. Электромагнитная индукция |
|
|
13 - 10 |
143. Внешний фотоэффект |
вырывание электронов под действием света
|
|
01 - 11 |
144. Конденсатор (расстояние между обкладками) |
|
|
01 - 11 |
145. Конденсатор (площадь обкладок |
S – площадь перекрытия |
|
01 - 11 |
146. Конденсатор (помещение диэлектрика) |
|
|
01 - 11 |
147. Конденсатор (толщина диэлектрика) |
|
|
04 - 11 |
148. Дилектрическая проницаемость |
диэлектрическая проницаемость ɛ диэлектриков прямо пропорциональная концентрации молекул и, следовательно, плотности данного диэлектрика (или давлению Р)
|
|
05 - 11 |
149. Диэлектрическая постоянная |
|
диэлектрическая восприимчивость (диэлектрическая проницаемость) дижлектриков с неполярными молекулами, являющимися линейной функцией плотности |
08 - 11 |
150. Зависимость емкости от температуры |
|
|
10 - 11 |
151. Вариконденсатор (сигнетокерамический конденсатор) |
конденсатор с резко выраженной нелинейной зависимостью |
|
10 - 11 |
152. Сегнетоэлектрики |
в определенных веществах
|
|
01 - 12 |
153. Длина катушки |
|
|
01 - 12 |
154. Воздушный зазор |
|
|
01 - 12 |
155. Смещение сердечника |
|
|
01 - 12 |
156. Положение двух катушек |
|
при последовательном включении
при параллельном включении
|
02 - 12 |
157. Эффект Барнетта |
|
|
02 - 12 |
158. Скорость заряда |
заряд q, движущийся со скоростью υ, эквивалентен элементу тока
|
|
04 - 12 |
159. Магнитоупругий эффект |
если ферромагнитное тело подвергнуть деформации, то его магнитная восприимчивость æ (проницаемость μ) изменится |
|
08 - 12 |
160. Точка Кюри |
нагрев ферромагнет ика выше определенной температуры Тс (точки Кюри) переводит его в парамагнитное состояние |
|
08 - 12 |
161. Магнитная проницаемость |
коэффициент магнитной проницаемости μ большинства парамагнитных веществ при не очень низких температурах обратно пропорционален абсолютной температуре Т |
с – постоянная вещества |
08 - 12 |
162. Эффект Мейсснера |
при охлаждении в магнитном поле в момент перехода в сверхпроводящее состояние (при Тк) сверхпроводник становится немагнитным (идеальным диамагнетиком) |
|
10 - 12 |
163. Кривая намагничивания |
для ферромагнетиков характерна нелинейная зависимость между Н и М (или между Н и В), где
(токи) |
|
10 - 12 |
164. Закон Био-Савара |
|
|
01 - 13 |
165. Интерференция в тонких пленках |
|
усиление для
затухание для
|
01 - 13 |
166. Интерференция (кольца Ньютона) |
|
усиление
ослабление |
01 - 13 |
167. Интерференция (просветление оптики) |
ослабление отраженного света вследствие интерференции в тонких пленках
|
|
01 - 13 |
168. Абсорбция – поглощение (закон Бугера) |
|
æ – коэффициент поглощения æ > 0 – положительная абсорбция æ < 0 – отрицательная абсорбция |
01- 13 |
169. Дифракция на щели |
дифракция в щели Q – источник света; L – линза B – диафрагма со щелью b – ширина щели ρ – угол дифрации S – экран |
условие минимума:
|
01- 13 |
170. Дифракционная решетка |
|
|
01- 13 |
171. Дифракция рентгеновских лучей |
|
максимум интенсивности
|
01- 13 |
172. Пластинка зон |
стеклянная пластинка, на поверхность которой нанесено непрозрачное покрытие таким образом, что оно закрывает все зоны Френеля четные |
|
01- 13 |
173. Эффект Допплера |
зависимость смещения частоты световых волн от относительной скорости источника и приемника |
продольный эффект
поперечный эффект
|
04 - 13 |
174. Искусственная анизотропия |
|
К – постоянная материала σ – нормальное напряжение L – толщина слоя |
04 - 13 |
175. Показатель преломления |
показатель преломления большинства газов пропорционален давлению (р) |
|
05 - 13 |
176. Преломление |
если среда неоднородна, то показатель преломления зависит от плотности. Отклонение света при прохождении через такую среду позволяет исследовать неоднородность |
|
06 - 13 |
177. Рассеивание. Закон Рэлея |
интенсивность J рассеянного света пропорциональна четвертой степени частоты |
|
07- 13 |
178. Эффект Дебая (дифракция) |
ультразвуковые волны образуют период. сжатия и разряжен. жидкости, сопровождающися соответств. колебаниями показателя преломления |
|
08- 13 |
179. Закон смещения Вина |
максимум интенсивности излучения с повышением температуры смещается в область больших частот |
|
08- 13 |
180. Формула Планка |
формула Планка отражает зависимость энергии излучения (Е) от температуры и частоты во всех области температур и частот |
|
08- 13 |
181. Закон Стефана Больцмана |
интегральная излучательная способность абсолютно черного тела пропорциональна 4-й степени его абсолютной температуры |
σ – постоянная Больцмана |
08- 13 |
182. Жидкие кристаллы |
жидкие кристаллы (напр.холестериновые фазы) избирательно отражают белый свет. Отражаемая компонента зависит от температуры |
|
08- 13 |
183. Показатель преломления |
показатель преломления газов понижается с повышением температуры (t) |
|
10 - 13 |
184. Тормозное рентгеновское излучение |
в рентгеновской трубке электроны разгоняются до энергии еυ. Попав в вещество антикатода, электроны испытывают сильное торможение и становятся источником электромагнитных волн
|
возникает при небольших энергиях электронов |
10 - 13 |
185. Характеристические рентгеновские лучи |
вырывание быстрыми электронами электронов из внутренних оболочек атомов вещества антикатода. Излучение характеризует вещество антикатода |
а – постоянная для данной серии в – постоянная экранирован. z – порядковый номер |
10 - 13 |
186. Электролюминесценция |
Кинетическая энергия электродного (катодного) пучка передается электронам атомов (или молекул, ионов) и переводит их в возбужденное состояние. |
Wкин = m∙v2/2 ≥ Wв - Wн
Wкин – кинетическая энергия бомбардиру-ющих электронов. Wв – энергия атома в возбужденном состоянии. Wн – энергия атома в нормальном состоянии. |

-
коэффициент линейного расширения
l
много меньшая, чем при обратном
пьезоэффекте)
=
-гравитационная
постоянная
- поверх. нат.
Ig/Il