Содержание

Принципиальная электрическая схема

Схема (монтажная схема, электрическая схема, элементарная схема , электронные схематическая) представляет собой графическое представление электрической цепи . Графическая схема использует простые изображения компонентов, в то время как схема , показана компоненты и взаимосвязи схемы с использованием стандартных символических представлений. Представление взаимосвязей между компонентами схемы на принципиальной схеме не обязательно соответствует физическому расположению в готовом устройстве. [1]

В отличие от блок-схемы или схемы компоновки , принципиальная схема показывает фактические электрические соединения . Чертеж, предназначенный для изображения физического расположения проводов и компонентов, которые они соединяют, называется иллюстрацией или компоновкой , физическим дизайном или схемой подключения .

Принципиальные схемы используются для проектирования ( схемотехническое проектирование ), строительства (например, разводки печатных плат ) и технического обслуживания электрического и электронного оборудования.

В информатике принципиальные схемы полезны при визуализации выражений с использованием булевой алгебры . [2]

Принципиальные схемы – это изображения с символами, которые различались от страны к стране и менялись с течением времени, но теперь в значительной степени стандартизированы на международном уровне. Простые компоненты часто имели символы, предназначенные для обозначения некоторых особенностей физической конструкции устройства. Например, символ резистора восходит к тому времени, когда этот компонент был сделан из длинного куска провода, намотанного таким образом, чтобы не создавать индуктивность, которая могла бы превратить его в катушку . Эти резисторы с проволочной обмоткой сейчас используются только в приложениях большой мощности, резисторы меньшего размера отлиты из

углеродной композиции (смесь углерода и наполнителя).) или изготовлены в виде изолирующей трубки или чипа, покрытого металлической пленкой. Поэтому международно стандартизованный символ резистора теперь упрощен до продолговатого, иногда со значением в омах, написанном внутри, вместо символа зигзага. Менее распространенный символ – это просто серия пиков на одной стороне линии, представляющая проводник, а не взад и вперед.

Связи между выводами когда-то были простым пересечением линий. С появлением компьютерного черчения соединение двух пересекающихся проводов было показано пересечением проводов с «точкой» или «каплей» для обозначения соединения. При этом кроссовер упростили, сделав такой же кроссовер, но без «точки». Однако существовала опасность перепутать провода, которые были подключены и не подключены таким образом, если точка была нарисована слишком маленькой или случайно пропущена (например, «точка» могла исчезнуть после нескольких проходов через копировальный аппарат).

[4] Таким образом, современная практика представления 4-проводного соединения состоит в том, чтобы нарисовать прямой провод, а затем провести другие провода, расположенные вдоль него в шахматном порядке с «точками» в качестве соединений (см. Диаграмму), чтобы сформировать два отдельных Т-образных соединения. которые не допускают путаницы и явно не кроссовер. [5] [6]


Сравнение графического и схематического стилей принципиальных схем Общие условные обозначения схематических диаграмм (символы США) Обозначения кроссоверов на принципиальных схемах. Символ CAD для изолированных пересекающихся проводов такой же, как и более старый не-CAD символ для неизолированных пересекающихся проводов. Чтобы избежать путаницы, рекомендуется использовать символ “скачок” (полукруг) для изолированных проводов на схемах, не относящихся к САПР (в отличие от использования символа в стиле САПР для отсутствия соединения), чтобы избежать путаницы с исходным, более старым символ стиля, что означает полную противоположность. Более новый, рекомендуемый стиль для 4-сторонних соединений проводов как в схемах САПР, так и в схемах, не относящихся к САПР, заключается в том, чтобы расположить соединительные провода в Т-образных соединениях в шахматном порядке.
[3]
Крысиное гнездо

Схема принципиальная (полная) – Энциклопедия по машиностроению XXL

СХЕМА ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ. Полная схема, определяющая весь состав элементов и связей между ними и, как правило, дающая детальное представление о принципах работы изделия.  [c.118]

Схемы в зависимости от основного назначения подразделяются на следующие типы структурные—1 функциональные — 2 принципиальные (полные) — 3 соединений (монтажные) — 4 подключения — 5 общие — Ь расположения — 7 прочие — 8 объединенные — 0.  

[c.254]


Принципиальная полная) схема определяет полный состав элементов и связей между ними и дает детальное представление о принципах работы изделия. Принципиальные (полные) схемы служат основанием для разработки других конструкторских документов, например схем соединений (монтажных) и чертежей. Пользуются ими для изучения принципов работы изделий, а также при наладке, контроле и ремонте изделий.  [c.448]

При определении трудоемкости проектируемых машин учитывается ряд факторов характеристика новизны может делиться на 5—7 групп, причем машины, которые воспроизводят ранее созданные с несущественными изменениями, составляют простую группу, а наиболее сложную группу составляют машины, основанные на принципиально новых решениях, дающие большой экономический эффект, требующие для своего создания проведения значительных исследовательских и экспериментальных работ и обеспечения патентной чистоты характеристика сложности также может делиться на 5—7 групп, причем машины с простой кинематической схемой без автоматизации вспомогательных процессов и машины со сложной кинематической схемой, с полной автоматизацией всех вспомогательных процессов и программным управлением составляют диапазон групп сложности характеристика серийности производства составляет диапазон 4—5 групп, где индивидуальное производство — это выпуск 1—5 машин в год, а крупносерийное или массовое производство — выпуск свыше одной тысячи машин в год.

[c.44]

В отличие от принципиальной полная. тепловая схема показывает не только последовательное соединение теплового оборудования в соответствии с тепловым циклом, по и параллельное объединение однородных агрегатов.  

[c.242]

Принципиальная схема определяет полный состав элементов, устройств в изделии, все электрические связи между ними, необходимые для осуществления электрических процессов и их контроля. Принципиальная схема дает детальное представление о принципах работы изделия. На схеме изображают соединители, зажимы и т. п., которыми заканчиваются входные и выходные цепи, а также можно показывать соединительные и монтажные элементы в изделии, устанавливаемые по конструктивным соображениям.  [c.253]


Тип схемы обозначается следующими цифрами 1 — структурная 2 — функциональная 3 — принципиальная (полная) 4 — соединений (монтажная) 5 — подключения 6 — общая 7 — расположения 8 — прочие О — объединенная.
[c.398]

Наиболее часто встречаются принципиальные (полные) схемы и схемы соединений (монтажные).  [c.183]

Принципиальная (полная) схема— это схема, определяющая полный со-  [c.183]

Принципиальная электрическая схема содержит полный состав элементов (машин, аппаратов и т. п.) и связей между ними и дает детальное представление о принципах работы устройства. Электрические машины, аппараты, приборы и связи между ними на принципиальной схеме показывают только в виде условных графических обозначений (приложение).  [c.156]

Принципиальная схема измерения полного радиального биения предусматривает базирование изделия по заданной базе и вращение детали или измерительной головки относительно базовой оси в сочетании с продольным перемещением параллельно базовой оси. За результат принимается разность между наибольшим и наименьшим показаниями измерительной головки во всех точках проверяемой поверхности.

[c.488]

Принципиальная схема дает полное представление о взаимодействии всех изделий электрооборудования. Она предназначена для облегчения понимания принципа действия систем электрооборудования, приборов, понимания взаимосвязей и поиска неисправностей. Она используется при наладочных, контрольных и ремонтных работах.  [c.243]

Принципиальная электрическая схема определяет полный состав элементов (машин, аппаратов и т. п.) и связей между ними и дает детальное представление о принципах работы устройства. Электрические машины, аппараты, приборы и связи между ними на принципиальной схеме показывают в виде условных графических обозначений (табл. 12). Коммутирующие устройства (выключатели, кнопки, контакты контакторов, реле и т. п.) изображаются на схеме в отключенном положении, т. е. при отсутствии тока во всех цепях схемы и внешних сил, воздействующих на подвижные части контактов. Контакты, разомкнутые в отключенном положении аппарата, называются замыкающими.

Контакты, замкнутые в отключенном положении аппарата, называются размыкающими.  [c.133]

В зависимости от основного назначения схемы подразделяются на следующие типы (обозначаются цифрами) структурные—1 функциональные — 2 принципиальные (полные) — 3 соединений (монтажные) — 4 подключения — 5 общие — 6 расположения— 7 допускается также разрабатывать схемы прочих типов — 8 объединенные — О (могут быть совмещены схемы типов например, принципиальная и соединений, соединений и подключения).  [c.414]

Электрические схемы в зависимости от основного назначения содержат все установленные стандартами типы структурные, функциональные, принципиальные (полные), соединений (монтажные), подключения, общие, расположения и совмещенные. Правила выполнения их установлены ГОСТ 2.702—75.  

[c.429]

Что представляет собой принципиальная (полная) схема  [c.435]

Принципиальная (полная) схема определяет полный состав элементов и связей между ними и дает детальное представление  [c. 252]

Принципиальные (полные) схемы служат основанием для разработки других конструкторских документов, например, схем соединений (монтажных) и чертежей. Пользуются ими для изучения принципов работы изделий, а также при наладке, контроле и ремонте изделий.  [c.252]


Для транспортных средств в соответствии с ГОСТ 2,701—84 устанавливаются следующие типы схем принципиальная и соединений. Принципиальная схема предназначена для облегчения обнаружения неисправностей, понимания действия системы электрооборудования, ее контроля и должна давать полное представление о взаимодействии всех изделий, входящих в схему, и возможность проследить пути тока в электрических цепях.  [c.265]

Схема принципиальная предназначена для определения полного состава изделия, изучения принципов его работы и расчета.  [c.238]

Принципиальная (полная) схема — это схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними. Она дает полное представление о принципах работы изделия (установки). Принципиальными схемами пользуются для изучения принципа работы изделия, а также при наладке, регулировке, контроле и ремонте.  [c.214]

Электрические схемы по ГОСТ 2.701—76 и 2.702—75 могут быть структурные, функциональные, принципиальные (полные), соединений, подключения, общие и расположения.  [c.214]

Принципиальные (полные) схемы тепловозов используются для изучения принципов работы, при регулировке, контроле и ремонте. На них изображают все элементы схемы и связи между ними. Отдельные элементы аппаратов включаются в соответствующие цепи схемы и обозначаются одинаковыми буквами или цифрами.  [c.215]

Схема принципиальная (полная) – схема, определяющая полный состав эпементов и связей между ними н, как правило, дающая детальное представление о принципах работы изделия (установки).  [c.835]

Типы схем. В зависимоети от основного назначения схемы подразделяются на следующие типы, которые обозначают цифрами структурные — I функциональные — 2 принципиальные (полные) — 3 соединений (монтажные) — 4 подключения — 5 общие — 6 расположения — 7 прочие — 8 объединенные — 0. Например, схема гидравлическая принципиальная — ГЗ, схема электрическая соединений — Э4.  [c.350]

Принципиальная (полная) схема определяет полный состав элементов и связей между ними и дает детальное представление о принципах работы изделия. Она служит основанием для разработки других конетрукторских документов, например схем соединений (монтажных) и чертежей. Принципиальными схе-  [c.350]

На основании принципиальных схем разрабатываются другие КД — схемы соединений и чертежи, которые применяются для изучения принципов работы, изготовления и эксплуатации изделия (установки). Эти схемы показывают полную идею, точный смысл и принцип токопрохождения, но не отражают конструкции реального устройства.  [c.52]

СХЕМА (греч. s hema — образ, вид, упрощенное изображение). Графическое изображение, на котором при помощи упрощенных символов и обозначений показаны составные части изделия (установки) и связи между ними. Схемы выполняют без соблюдения масштаба и без строгого отображения фактического расположения частей изделия. Символы (условные обозначения) устанавливаются соответствующими стандартами. Схемы подразделяются на следующие типы структурные, функциональные, принципиальные (полные), схемы соединений (монтажные), подключения, общие, схемы расположения. В зависимости от видов элементов и связей схемы подразделяются на виды электрические Э, кинематические К, гидравлические Г, пневматические Я,  [c.117]


Принципиальные и монтажные электрические схемы

Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания – 5 балльная. Разбалловка теста – 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!

Список вопросов теста

Вопрос 1

Как называют специалиста, который занимается эксплуатацией, монтажом, наладкой и ремонтом электрооборудования?

Варианты ответов
  • электромонтер
  • водопроводчик
  • сантехник
Вопрос 2

Как называют документ, в котором по определённым правилам обозначаются связи между составными частями устройств, которые работают за счёт протекания электроэнергии?

Варианты ответов
  • Электросхема
  • Конституция
  • Паспорт
Вопрос 3

Принципиальная электрическая схема представляет собой 
 

Варианты ответов
  • графическое изображение электрической цепи, на котором все её элементы изображают в виде условных знаков
  • чертёж или эскиз частей электрооборудования, с учётом расположения, компоновки составных частей, на котором отображаются все электрические связи между ними
Вопрос 4

Монтажная электрическая схема представляет собой 

Варианты ответов
  • чертёж или эскиз частей электрооборудования, с учётом расположения, компоновки составных частей, на котором отображаются все электрические связи между ними
  • графическое изображение электрической цепи, на котором все её элементы изображают в виде условных знаков
Вопрос 5

Какая схема указана на экране?

Варианты ответов
  • принципиальная
  • монтажная
Вопрос 6

Какая схема указана на экране?

Варианты ответов
  • монтажная
  • принципиальная
Вопрос 7
Варианты ответов
  • Принципиальная электрическая схема
  • Монтажная электрическая схема
Вопрос 8

В принципиальной электрической схеме данным условным знаком обозначают 

Варианты ответов
  • электрическую лампу накаливания
  • амперметр
  • выключатель
  • соединение проводов
Вопрос 9

В принципиальной электрической схеме данным условным знаком обозначают 

Варианты ответов
  • выключатель
  • предохранитель
  • провод
  • гальванический элемент
Вопрос 10

В принципиальной электрической схеме гальванический элемент принято обозначать следующим образом

Варианты ответов

Принципиальные электрические схемы систем автоматизации

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ СИСТЕМ
АВТОМАТИЗАЦИИ
Перечень рассматриваемых вопросов:
• 1. Условные обозначения элементов автоматизации, технологического
и электротехнического оборудования на принципиальных
электрических схемах.
• 2. Правила чтения принципиальных электрических схем
автоматизации.
• 3. Принципиальная электрическая схема управления
электроприводом задвижки.
• 4. Принципиальные электрические схемы управления агрегатом
вспомогательных систем.
• 5. Принципиальная электрическая схема управления ВВ.

3. Нормативно – технические документы:


ТПР-35.240.50-КТН-224-16
«Автоматизация
и
телемеханизация
технологического оборудования площадочных и линейных объектов. Типовые
проектные и технические решения».
ГОСТ 2.701-2008 Единая система конструкторской документации (ЕСКД).
Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению
ГОСТ 21.208-2013 Система проектной документации для строительства
(СПДС). Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные
приборов и средств автоматизации в схемах
РД-35. 240.00-КТН-232-14. «Автоматизированные системы управления
технологическими процессами. Термины и определения».

4. Глоссарий

Схема – это документ, на котором показаны в виде условных изображений
или обозначений составные части изделия и связи между ними.
Вид схемы: Классификационная группировка схем, выделяемая по признакам
принципа действия, состава изделия и связей между его составными частями.
Тип схемы: Классификационная группировка схем, выделяемая по признаку их
основного назначения.
Экспликация – текст, поясняющий значение символов, условных обозначений
на планах, картах, схемах.

5. Виды схем

Вид схемы
Определение
Код вида
схемы
Схема электрическая
Документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные
части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи
Э
Схема гидравлическая
Документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные
части изделия, использующие жидкость, и их взаимосвязи
Г
Схема пневматическая
Документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные
части изделия, использующие воздух, и их взаимосвязи
П
Схема газовая (кроме
Документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные
пневматической схемы) части изделия, действующие с использованием газа, и их взаимосвязи
X
Схема кинематическая
Документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений
механические составные части и их взаимосвязи
К
Схема вакуумная
Документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные
части изделия, действующие при помощи вакуума либо создающие вакуум, и их
взаимосвязи
В
Схема оптическая
Документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений оптические
составные части изделия по ходу светового луча
Л
Схема энергетическая
Документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные
части энергетических установок и их взаимосвязи
Р
Схема деления
Документ, содержащий в виде условных обозначений состав изделия, входимость
составных частей, их назначение и взаимосвязи
Е
Схема комбинированная Документ, содержащий элементы и взаимосвязи различных видов схем одного типа
С

6.

Типы схем Тип схемы
Определение
Код типа
схемы
1
Схема структурная
Документ, определяющий основные функциональные части изделия, их
назначение и взаимосвязи
Схема
функциональная
Документ, разъясняющий процессы, протекающие в отдельных функциональных
цепях изделия (установки) или изделия (установки) в целом
2
Схема
принципиальная
(полная)
Документ, определяющий полный состав элементов и взаимосвязи между ними и,
как правило, дающий полное (детальное) представления о принципах работы
изделия (установки)
3
Схема соединений
(монтажная)
Документ, показывающий соединения составных частей изделия (установки) и
определяющий провода, жгуты, кабели или трубопроводы, которыми
осуществляются эти соединения, а также места их присоединений и ввода
(разъемы, платы, зажимы и т.п.)
4
Схема подключения
Документ, показывающий внешние подключения изделия
5
Схема общая
6
Схема расположения
Документ, определяющий составные части комплекса и соединения их между
собой на месте эксплуатации
Документ, определяющий относительное расположение составных частей изделия
(установки), а при необходимости, также жгутов (проводов, кабелей),
трубопроводов, световодов и т. п.
Схема объединенная
Документ, содержащий элементы различных типов схем одного вида
0
7

7. Схема электрическая структурная

Для отображения оригинала схемы
необходимо выйти из режима
показа слайдов и кликнуть 2 раза
по значку (Adobe Acrobat)

8. Схема электрическая функциональная

Для отображения оригинала схемы
необходимо выйти из режима
показа слайдов и кликнуть 2 раза
по значку (Adobe Acrobat)

9. Схема электрическая принципиальная

Для отображения оригинала схемы
необходимо выйти из режима
показа слайдов и кликнуть 2 раза
по значку (Adobe Acrobat)

10. 1. Условные обозначения элементов автоматизации, технологического и электротехнического оборудования на принципиальных

электрических схемах.
Условные обозначения приборов и средств автоматизации в схемах

11. Основные буквенные обозначения измеряемых величин и функциональных признаков приборов должны соответствовать приведенным в

таблице

12.

Продолжение таблицы

13. Принцип построения условного обозначения прибора на схемах автоматизации

14. Примеры условных обозначений приборов и средств автоматизации на схемах автоматизации

Наименование обозначения
Обозначение
Датчик уровня
LT
Сигнализатор уровня
LSA
Отображение текущего значения уровня
LI
Датчик давления
PT
Реле давления
PSA
PS
Отображение текущего значения давления
PI
PIA
Отображение текущего значения давления с сигнализацией
достижения заданной уставки
Отображение текущего значения перепада давления
PDI
Датчик перепада давления
PDT
Примеры условных обозначений приборов и средств
автоматизации на схемах автоматизации (продолжение)
TE
Чувствительный
элемент
(термосопротивление)
измерения
температуры
Датчик температуры
TT
Отображение текущего значения температуры
TI
TISA
Отображения
управлением
измеренной
температуры
с
сигнализацией
Отображения измеренной температуры с сигнализацией
TIA
Сигнализатор температуры
TSA
Чувствительный элемент измерения вибрации
SE
Преобразователь виброизмерения
ST
Отображение текущего значения вибрации
SI
Ручной переключатель с сигнализацией
HSA
Переключатель с сигнализацией
SA
Чувствительный элемент измерения осевого смещения
GE
и
Примеры условных обозначений приборов и средств
автоматизации на схемах автоматизации (продолжение)
Преобразователь осевого смещения
GT
Отображение текущего значения осевого смещения
GI
Преобразователь электрических сигналов
EY
Отображение текущего значения электрического сигнала
EI
Кнопка управления
H
Ручной переключатель
HS
Временная задержка
KS
NSA
Коммутирующая пусковая аппаратура
сигнализации текущего состояния (ВВ, МП)
с
Счетчик наработки с отображением
KQI
Коммутирующая пусковая аппаратура (ВВ, МП)
NS
функцией
Примеры условных обозначений приборов и средств
автоматизации на схемах автоматизации (продолжение)
ZIA
Отображение текущего количества агрегатов в режиме
«АВР» с сигнализацией
Отображение текущего значения давления с регистрацией
PIR
Задатчик уставки регулирования с отображением
HPI
Регулятор давления
PC
Селектор в САР
FY
QISA
Отображение текущего
сигнализации и управления
значения
загазованности
Чувствительный элемент измерения загазованности
QE
Отображение текущего значения загазованности
QI
Световая сигнализация
с
Примеры условных обозначений приборов и средств
автоматизации на схемах автоматизации (продолжение)
Конъюнкция (логическое умножение). Операция «И».
Логический элемент, реализующий функцию конъюнкции,
называется схемой совпадения. Мнемоническое правило для
конъюнкции с любым количеством входов звучит так: На выходе
будет:
“1” тогда и только тогда, когда на всех входах действуют
«1»,
“0” тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе
действует «0»
&
Инверсия (обратный сигнал). Мнемоническое правило для
инверсии звучит так: Если на входе «1», то на выходе инверсии «0»
или на оборот
Дизъюнкция (логическое сложение). Операция «ИЛИ».
Мнемоническое правило для дизъюнкции с любым
количеством входов звучит так: На выходе будет:
“1” тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе
действует «1»,
“0” тогда и только тогда, когда на всех входах действуют
«0»
1
Да
>+5C°
Нет
Условный переход. Если измеренная температура больше +5
Сº, то идти по стрелке «ДА», если меньше +5 Сº, то идти по
стрелке «Нет».

19. Примеры приборов и условных обозначений

Прибор для измерения температуры
бесшкальный с дистанционной передачей
показаний, установленный по месту.
Прибор для измерения давления (разрежения)
бесшкальный с дистанционной передачей
показаний, установленный по месту.
Прибор для измерения уровня с
контактным устройством,
установленный по месту.

20. Условные обозначения элементов электротехнического оборудования на электрических схемах.

Условные обозначения контактных соединений
Условные обозначения включателей, выключателей, разъединителей.
Условные обозначения включателей, выключателей, разъединителей.
(продолжение)
Условные обозначения двигателей.

24. Условные буквенно-цифровые обозначения на электрических схемах

QF
МП
Л1
КК
Условные буквенно-цифровые
обозначения на электрических схемах
Л2
~380 В
Л3
• QF – трехфазный питающий
автоматический выключатель;
• SF – однофазный автоматический QF1
выключатель для защиты цепей
управления; ~220 В КК
• MП – магнитный пускатель;
• KK – электротепловое реле;
Микропроцессорная
• SB – кнопка пуска (стоп).
система автоматики
Также обозначение наносится непосредственно
на объект и его части.
(МПСА)
МП
Пример обозначения:
Стоп по
месту
SB1
Контроль напряжения
ЕС
n-1
на схеме
Включен
МРС
1
Отключить
Условное
буквенноАВО
2
цифровое обозначение,
нанесённое
непосредственно на
объект и его части
(маркировка).
Включить
АВВ
3
n-2
n-3
ВКЛ.
по месту
SB2
М
М

25. 2. Правила чтения принципиальных электрических схем автоматизации.

• На схеме читают все надписи, начиная со штампа, затем примечания,
экспликации, пояснения, спецификации и т. д. При чтении
экспликации обязательно находят на схеме аппараты, в ней
перечисленные. При чтении спецификации сопоставляют их с
экспликациями.
• Если на схеме имеются ссылки на другие схемы, то нужно найти эти
схемы и разобраться в содержании ссылок. Например, в одну схему
входит контакт, принадлежащий аппарату, изображенному на другой
схеме. Значит, нужно уяснить, что это за аппарат, для чего служит, в
каких условиях работает и т. п.

26. Порядок действия при чтении схем, отражающих электропитание, электрическую защиту, управление, сигнализацию и т. п.:

1 – определяют источники электропитания, род тока, величину напряжения и т. п. Если
источников несколько или применено несколько напряжений, то выясняют, чем это
вызвано,
2 -расчленяют схему на простые цепи и, рассматривая их сочетание, устанавливают
условия действия. Рассматривать всегда начинают с того аппарата, который нас в
данном случае интересует. Например, если не работает двигатель, то нужно найти на
схеме его цепь и посмотреть, контакты каких аппаратов в нее входят. Затем находят
цепи аппаратов, управляющих этими контактами, и т. д.,
3 – строят диаграммы взаимодействия, выясняя с их помощью: последовательность
работы во времени, согласованность времени действия аппаратов в пределах данного
устройства, согласованность времени действия совместно действующих устройств
(например, автоматики, защиты, телемеханики, управляемых приводов и т. п.),
последствия перерыва электропитания. Для этого поочередно, предполагая
отключенными выключатели и автоматы электропитания (предохранители
перегоревшие), оценивают возможные последствия, возможность выхода устройства
в рабочее положение из любого состояния, в котором оно могло оказаться, например
после ревизии,
4 – оценивают последствия вероятных неисправностей: незамыкание контактов
поочередно по одному, нарушения изоляции относительно земли поочередно для
каждого участка,
5 – проверяют схему на отсутствие ложных цепей,
6 – оценивают надежность электропитания и режим работы оборудования,
7- проверяют выполнение мер, обеспечивающих безопасность при условии
организации работ, обусловленных действующими правилами (ПУЭ, СНиП и т. п.).

28. 3. Принципиальная электрическая схема управления электроприводом задвижки.

29. 3. Принципиальная электрическая схема управления электроприводом задвижки.

30. 3. Принципиальная электрическая схема управления электроприводом задвижки.

31. 3. Принципиальная электрическая схема управления электроприводом задвижки.

32. 3. Принципиальная электрическая схема управления электроприводом задвижки.

33. 3. Принципиальная электрическая схема управления электроприводом задвижки.

34. 3. Принципиальная электрическая схема управления электроприводом задвижки.

35. 3. Принципиальная электрическая схема управления электроприводом задвижки.

36. 4. Принципиальные электрические схемы управления агрегатом вспомогательных систем.

37. 4. Принципиальные электрические схемы управления агрегатом вспомогательных систем.

38. 4. Принципиальные электрические схемы управления агрегатом вспомогательных систем.

39. 4. Принципиальные электрические схемы управления агрегатом вспомогательных систем.

40. 4. Принципиальные электрические схемы управления агрегатом вспомогательных систем.

41. 4. Принципиальные электрические схемы управления агрегатом вспомогательных систем.

42. 5. Принципиальная схема управления ВВ.

43. 5. Принципиальная схема управления ВВ.

44. 5. Принципиальная схема управления ВВ.

45. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Для чего служат схемы и чем они отличаются от другой
конструкторской документации?
2. Какие виды и типы схем вы знаете?
3. Что показывают структурные, функциональные и принципиальные
схемы?
4. В чем отличие электрических схем от схем других видов?
5. Какие обозначения используют при выполнении электрических
схем?
6. Что означает на схеме обозначение SB?
7. Что означает на схеме обозначение TT?
8. Что означает на схеме обозначение PT?
9. С чего начинают чтение схем?
10.Что необходимо выполнить , если на схеме имеется ссылка?
Спасибо за внимание

Page 4 | Микропроцессорные и цифровые устройства полиграфического оборудования

Страница 4 из 7

Разработка аппаратных средств

Процесс разработки аппаратных средств микроконтроллера, как и любого устройства аналоговой или цифровой электроники, принято разделять на этапы,  соответствующие определенным видам технической документации – видам схем, которые создаются на данном этапе. Схемой называют конструкторский документ, на котором условными изображениями  и обозначениями показывают составные части изделия и связи между ними.  На схеме не отображается конструктивный вид элементов (кроме монтажной схемы), их реальное положение в общей конструкции и их внутреннее устройство вне зависимости от его степени сложности.  В зависимости от основного назначения  схемы делят на типы: структурные, функциональные, электрические принципиальные, схемы соединений, монтажные схемы и т.п. Наиболее полное представление об изделии и его работе дают электрические принципиальные схемы. На различных этапах процесса разработки используются также логические схемы, близкие по принципу формирования к функциональным,  и блок-схемы алгоритмов.

Электрическая принципиальная схема определяет полный состав элементов на уровне выполняемых ими функций и конкретных типов компонентов, а также все связи между ними. На принципиальных схемах изображают также разъемы, зажимы и другие электрические элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи. Электрические принципиальные схемы цифровых устройств на базе интегральных элементов, как правило, не содержат линий питания для каждого элемента.

Электрические принципиальные схемы являются основным результатом проектирования аппаратных средств и используются для изучения принципа работы электронного устройства, для его наладки, регулировки, контроля и ремонта.  Схемы всех видов (кроме монтажных) выполняют без соблюдения масштаба и действительного расположения элементов в конструкции.  Основной принцип компоновки элементов, особенно в принципиальной схеме,  – это ясность и удобство чтения. На схемах применяют графические условные обозначения, принятые соответствующими стандартами. Линии связи между элементами схемы проводят так, чтобы получилось наименьшее число их пересечений и изломов, используя при этом принципы объединения линий связи в магистрали (см. примеры схем лабораторных работ [1]).

На схемах помещают различные технические данные (порядковые буквенно-цифровые обозначения элементов, их тип, номинал и т. д.), располагая их сверху и (или) снизу от графического обозначения элемента или по его периметру, если это обозначение номера вывода корпуса или идентификатор соединительной линии схемы.  Порядковые буквенно-цифровые обозначения элементов с краткими их характеристиками заносятся в таблицу перечня элементов (спецификацию), заполняя ее сверху вниз. Спецификацию помещают над основной надписью схемы или на отдельных листах. Наличие спецификации не обязательно, если вся необходимая информация приведена непосредственно в схеме.

При конструктивной разработке электронных устройств, кроме схем всех видов, на которых отсутствуют реальные масштабы, создаются чертежи монтажной схемы с реальными габаритами и положением элементов, прохождением соединительных проводников печатной платы и навесного монтажа, способами и местами крепления элементов и самой платы.  Основой для создания монтажной схемы является принципиальная электрическая схема и схема соединений (таблица соединений). На этом этапе должны быть учтены сечения проводников в зависимости от протекающих токов, их взаимное положение и влияние. На этом же этапе могут быть добавлены элементы, не предусмотренные электрической принципиальной схемой – конденсаторы развязки по линиям питания, индивидуальные для каждого корпуса интегральных схем или общие для всей платы. Конечным конструктивным документом разработки, по которому может быть создано реальное устройство (опытный образец),  является чертеж печатной платы.

Ядром разработки любого электронного устройства является разработка электрической принципиальной схемы. Степень сложности принципиальной схемы зависит от выбранной базы интегральных микросхем и поставленной задачи. Как правило, основная часть необходимых аппаратных средств сосредоточена в интегральной схеме однокристального микроконтроллера и не требует разработки, а дополнительные элементы схемы могут выполнять функции электрического или иного согласования портов микроконтроллера с внешними элементами системы (датчиками,  исполнительными приводами, средствами управления и контроля и т.д.).  В качестве примера на рис. 7 приведена принципиальная электрическая схема измерителя температуры на базе однокристального микроконтроллера корпорации Atmel AT89C2051 и датчика температуры с цифровым выходом Dallas DS1821 (показан разъем для подключения датчика). В качестве индикатора применен 4-х разрядный светодиодный дисплей  динамического типа YFD-056AO (показан один разряд). В этом устройстве все основные функции: опрос датчика температуры, обработка полученного значения, управление индикатором и т.д. выполняются программным путем, а дополнительные элементы выполняют функцию согласования по мощности (транзисторы) и ограничения тока (резисторы).

Рис. 7

Устройство, показанное на рис.8, разработано на том же микроконтроллере АТ89С2051, что и измеритель температуры, но предназначено для выполнения функций управления освещением в помещении и работает на принципе подсчета числа вошедших и вышедших людей. Светодиодный семисегментный индикатор (один разряд) показывает количество людей, находящихся в помещении в данный момент времени.

Рис. 8

Разработка электронного устройства, в т.ч.  аппаратной части электронного устройства на базе микропроцессорного контроллера, содержит как творческие элементы, связанные с выбором базовой серии интегральных схем, созданием аппаратной среды их функционирования, выделением аппаратных функций из общего алгоритма и т.д., так и рутинные (механические) элементы, которые связаны с созданием принципиальной схемы в графическом виде, схемы (таблицы) соединений, разводки (трассировки) печатной платы и т. д.     Кроме того, желательна проверка принятых проектных решений до изготовления опытного образца устройства. Эти функции берут на себя системы автоматизированного проектирования электронных устройств САПР электроники.

Первые САПР для проектирования электроники появились до персональных компьютеров (до 1970 г.) и базировались на стационарных вычислительных машинах. Наиболее известные и распространенные в настоящее время САПР для электроники OrCAD  и P-CAD, первые версии которых появились  в 80-х годах, когда вычислительной мощности персональных компьютеров оказалось достаточно для выполнения задач проектирования. Эти программные среды с самого начала, с первых DOS вариантов,  включали в себя комплекс средств разработки принципиальных электрических схем, разводки печатных плат и моделирования устройств электроники.  Программные среды OrCAD  и P-CAD многократно меняли владельцев, сохраняясь как известные торговые марки и по мере совершенствования развиваясь в крупные системы проектирования и моделирования. Наибольшее число владельцев сменила система P-CAD, ориентированная с самого начала на проектирование печатных плат. Первоначально ее версия для DOS была разработана в 80-х годах компанией Personal CAD System, принадлежавшей корпорации IBM, затем права на нее были последовательно переданы компаниям CADAM, Altium, ACCEL Technology (создавшей в 1996 г. версию системы для Windows под названием ACCEL EDA) и Protel International, которая в 2000 г. вернула системе первоначальное название P-CAD. Отечественные версии САПР на основе OrCAD под DOS имели не лицензионный характер с частичной русификацией.   При полной русификации программ САПР необходимо не только сменить язык, но и стандарты оформления технической документации, графические стандарты на элементы и библиотеки элементов. Такой уровень русификации возможен только при лицензионном доступе к исходным текстам программ, входящих в пакет САПР. В последние годы начато создание для OrCAD  и P-CAD баз данных и программ выпуска документации согласно ЕСКД.

Наряду с рассмотренными выше программными средами проектирования, стоимость которых достаточно высока, существуют программы САПР меньшего масштаба, с ограниченными возможностями, но относящиеся к категории свободно распространяемого программного продукта (GPL – General Public License). Среди таких программных продуктов может быть рекомендована для использования в курсовом проектировании система QCAD, включающая в себя средства для создания:

  • ­электрических принципиальных схем с использованием готовых библиотек элементов,
  • ­новых элементов и библиотек элементов,
  • ­модулей, которые могут использоваться в общей схеме или независимо при использовании тех же схемных решений,
  • ­печатных плат (PCB – Printed Circuit Board – плата с печатным монтажом) в автоматическом и ручном режиме с учетом норм проектирования (DRC – Design Rule Checking),
  • ­подготовка файлов конструкторской документации, в т. ч. в открытом для других приложений формате PDF.

Работа над проектов в среде QCAD начинается с его открытия и образования отдельной папки, в которой будут располагаться все материалы по проекту. Структура пакета QCAD состоит и отдельных редакторов для работы над отдельными категориями задач проектирования:

SchEdit – схемный редактор, в котором создается электрическая принципиальная схема как главный документ проектирования и список соединений элементов (netlist), на основе которого будет выполнена трассировка печатной платы. На рис. 9 показан пример схемы, подготовленной в редакторе SchEdit.

Рис. 9

На выделенных участках чертежа (См. рис.9) требуется дополнительная настройка редактора или доработка схемы после окончания работы в редакторе. Графические обозначения логических функций, в данном случае штрих Шеффера, приведены к виду, установленному ЕСКД, с помощью редакторов PartEdit и PackEdit путем добавления элементов с соответствующими корпусами в библиотеку элементов, например, в библиотеку TTL. В редакторе PartEdit также создается (изменяется существующее) изображение углового штампа в соответствие с ЕСКД и помещается в одну из существующих библиотек, например, библиотеку  символов, или в новую, созданную для стандарта ЕСКД. Надписи в угловом штампе и все пояснительные надписи в схеме должны быть на русском языке. Аббревиатуры, названия элементов иностранного производства (для единообразия и отечественного тоже), символьные обозначения и обозначения функций могут быть англоязычными.

PartEdit – редактор элементов, с помощью которого производится выбор элементов из библиотек или создание новых элементов и их сохранение в соответствующих библиотеках. Графические изображения элементов формируются в векторной форме по их описанию в виде команд программы описания, использующей ASCII кодировку. При работе с элементами могут быть подключены библиотеки среды проектирования OrCAD, а также созданы новые библиотеки.

PackEdit – редактор корпусов элементов, с помощью которого каждому элементу приводится в соответствие корпус с его габаритами, креплением и разводкой контактов по выводам элемента. В лабораторном курсе изучается работа интегральных схем, представленных, в основном, корпусами типа DIP (Dual In Line package – корпус с двухрядным расположением выводов). При курсовом проектировании можно также ограничиться этим типом корпуса.

PcbEdit – редактор, с помощью которого определяются места для элементов схемы на печатной плате, устанавливаются габаритные размеры платы, число слоев, для которых будет выполнена разводка, выделяются те линии соединения, для которых устанавливаются особые условия, например, линии питания с увеличенной площадью печатных проводников.  Редактор может выполнить расстановку элементов и выбор габаритов платы в автоматическом или ручном режиме.

Рис. 10

AutoRout – редактор, с помощью которого выполняется автоматическая трассировка проводников печатной платы на основе таблицы соединений (netlist), полученной в редакторе  SchEdit и расположения элементов, полученного в редакторе PcbEdit. После выполнения необходимых связей редактор  AutoRout переходит в итерационный режим (последовательное приближение с возвратом и перебором всех возможных комбинаций), типичный для всех программ трассировки. В этом режиме редактор AutoRout может находиться сколь угодно долго и, в принципе, по мере выполнения итерационных циклов, результат первоначальной трассировки улучшается исходя из заложенных в редактор критериев оптимизации:

  • ­минимальная суммарная длина связей;
  • ­минимальное число пересечений и, соответственно, минимальное число переходов между слоями печатных проводников;
  • ­максимальное расстояние между проводниками с различными значениями напряжений и т. д.

При достаточно большом количестве нулевых итераций, не приводящих к изменениям параметров трассировки, процесс может быть остановлен и последний вариант трассировки принят как окончательный.

Возможен вариант, когда редактор трассировки AutoRout не сможет установить все связи, перечисленные в списке соединения элементов. Вероятность такого исхода особенно высока при однослойном монтаже и малых габаритах платы. В этом случае возможны несколько сценариев:

  1. вернуться к предыдущей стадии разработки в редактор  PcbEdit, изменить расположение элементов на плате и повторить попытку трассировки в автоматическом режиме,
  2. изменить условия трассировки, например, ширину проводников и расстояние между ними и повторить попытку,
  3. перейти в режим HandRout и вручную выполнить недостающие соединения,
  4. перейти в режим  HandRout и оформить разрывы цепей в виде монтажных точек, к которым при монтаже будут припаяны перемычки из проводников (элементы навесного монтажа).

На рис.11 и рис.12 показан в виде эскизов вид двухсторонней печатной платы по схеме, приведенной на рис.9.

Рис. 11

Рис. 12

PcbPrint – редактор для вывода подготовленных документов (чертежей) на принтер, графопостроитель или в файл.

 



Принципиальная блок-схема – Энциклопедия по экономике

Рис. 4.17. Принципиальная блок-схема алгоритма оптимального использования резервов с применением схемы транспортной задачи

Рис. 8.3. Принципиальная блок-схема процедур ранжирования в рамках системы ЗББ (условный пример для ПКЗ)
Рис. 11.1. Принципиальная блок-схема управления бюджетным процессом для ЦФО
Рис. 14.3. Принципиальная блок-схема расчетов
Рис. 32. Принципиальная блок-схема алгоритма от первого базисного варианта оптимизации сетевых моделей (при односменной организации всех работ)
Принципиальная блок-схема 33  [c. 483]

Разработка проекта, его реализация и достижение цели достигается через систему управления проектом. Соединение и взаимодействие отдельных элементов системы управления инновационным проектом, обеспечения ее нормального функционирования представляет собой процесс организации управления проектом, принципиальная блок-схема которого представлена на рис. 7.2.  [c.441]


На рис. 12.1 показана принципиальная блок-схема составления прогноза сбыта на основе результатов маркетинговых исследований и условий внешней хозяйственной среды. Руководству компании предстоит принимать ряд решений по составлению прогноза сбыта (выбор вида прогноза сбыта, метода составления вариантов прогнозов и итогового прогноза сбыта, определение источников информации и т.п.).  [c.409]
Рис. 2.12. Принципиальная блок-схема инжиниринга в рамках девелоперского проекта в привязке к стадиям жизненного цикла
Принципиальная блок-схема расчета основных показателей оценки экономической эффективности автоматизации задач управления на ЭВМ  [c. 136]

На основе формулы 4.21, принятой классификации и способа организации исходной и нормативной информации формируем блок-схему расчета на ЭВМ всех трех показателей оценки экономической эффективности автоматизации задач и их комплексов. Такая принципиальная блок-схема приведена на рис. 4.1.  [c.136]

Исходя из вышеизложенного, алгоритм формирования функциональных структур АСУ представим в виде блок-схемы реализации на ЭВМ такой задачи. Принципиальная блок-схема приведена на рис. 5.5. Блок-схема включает четыре модуля  [c.201]

Принципиальная блок-схема формирования рациональной функциональной структуры АСУ на ЭВМ  [c.201]

Принципиальная блок-схема формирования организационной структуры управления предприятием на ЭВМ  [c.229]

Изложенная выше стратегия формирования аппарата управления может быть реализована на ЭВМ. Принципиальная блок-схема такой ее реализации приведена на рис. 6.1.  [c.230]

Рис. 8-13. Принципиальная блок-схема расчета наивыгоднейшего распределения электрической нагрузки энергосистемы Рс (стрелками показана логическая последовательность операций)

Далее повторяются те же операции, что и при реализации целей первого нижележащего уровня. При этом одновременно кроме графа целей и задач строятся функциональная блок-схема и принципиальная технологическая схема. Весь этот процесс можно считать функциональным проектированием системы.  [c.31]

Материализация принципиальной технологической схемы сложной системы набором оптимальных блоков, анализ их совместимости и определение экономически наивыгоднейшего варианта (из числа разрабатываемых) возможны при наличии математической модели системы. Модель должна имитировать функционирование системы (функциональная модель), т. е. описывать состояние системы во времени, которое характеризуется множеством значений существенных переменных параметров. Такая модель представляет собой систему уравнений, связывающих входы с выходами системы.  [c.31]

Принципиальная (а) и функциональная (б) блок-схема системы газоснабжения, цели и опера ции по их достижению  [c.56]

Для систематизации и наиболее полного охвата нормативной информации необходимо разработать принципиальную технологическую схему объекта расчленить технологическую схему на иерархическую систему блоков (технологических узлов, установок, аппаратов) определить потребности в материальных ресурсах и рассчитать дифференцированные нормативные показатели для каждого блока нижнего уровня рассчитать укрупненные показатели потребности и нормативов расхода материалов по агрегированным блокам нижнего уровня в блок вышестоящего уровня определить по объектам-представителям суммарную потребность, стоимость строительно-монтажных работ и отраслевые нормативы расхода материальных ресурсов.  [c.114]

Рис. 3.6.Принципиальная технологическая схема блока утилизации дымовых газов (Ш вариант)
Рис.3.7. Принципиальная технологическая схема блока утилизации тепла дымовых газов (1У вариант)
Предлагаемая схема может выглядеть следующим образом (рис. 6.1.2). В этой схеме в отличие от применяемых ранее вводится три новых блока 8-10. Рассмотрим эту схему. Блок 3 выполняет примерно одинаковые функции формализации понятий. К ним относятся математические описания систем и их атрибутов (входов, выходов, состояний, параметров и т.п.) математические способы сопряжения систем и их элементов способы задания целевых установок или целевых функций основные принципы формирования потоков входных данных методы управления ими и способы установления сопоставимых размерностей, а также некоторые другие методы, включая, например, методы композиции и декомпозиции объектов, формирования иерархических схем и т. д. Эти вопросы были рассмотрены ранее. Блоки 4-6 замещаются принципиально другими. Так, блок 8 заменяет блок 4. Здесь отличие заключается в том, что, используя теорию данного объекта, необходимо построить имитационную модель реальной системы в тех терминах и понятиях, в каких она существует в реальности, а затем провести ее формализацию. Например, на рис. 5.2.5 приведена модель движения фондов. Во многих учебниках экономики содержатся другие, наверное, гораздо более интересные, примеры построения блок-схем реальных объектов. Однако та-  [c.284]

Сетевая диаграмма не является блок-схемой в том смысле, в котором это средство используется для моделирования деловых процессов. Принципиальным отличием от блок-схемы является то, что сетевая диаграмма отображает только логические зависимости между работами, а не входы, процессы и выходы, а также не допускает повторяющихся циклов или так называемых петель (в терминологии графов — ребро графа, исходящее из вершины и возвращающееся в ту же вершину, рис. 13.9.3).  [c.371]

При общем знакомстве с СВК аудитор должен понять специфику и масштабы деятельности экономического субъекта, состояние системы бухгалтерского учета и контрольной среды. Аудитор должен подготовить описание СВК, составить необходимые блок-схемы и диаграммы (при этом полезно использовать условные обозначения, приведенные в приложении 3.6). На основании полученных данных он должен сделать вывод о принципиальной возможности и целесообразности применения в ходе проверки знаний о СВК экономического субъекта и дать общую оценку ее надежности.  [c.297]

Анализ достаточно большого количества работ, в которых рассматриваются вопросы выделения номенклатурных групп, позволил структурировать различные подходы в виде блок-схемы, представленной на рис. 5.3. Из рис. 5.3 видно, что существующие методы АВС-анализа могут быть объедены в три группы эмпирический, дифференциальный и аналитический. Несмотря на принципиальные различия, у всех методов есть общая часть, которая включает формирование базы данных и выбор или расчет показателей для группирования . Эта важная, но пока мало изученная область АВС-анализа. Дело в том, что даже для простого примера исходных данных, приведенного в табл. 5.1, могут быть выбраны два показателя для подразделения на группы один из них — стоимостной С , для которого и выполнен пример расчета другим показателем является п — количество единиц продукции, косвенно характеризующий оборот и выполнение соответствующих складских и транспортных операций. Помимо С. и я в качестве самостоятельного показателя может быть выбрана также стоимость единицы продукции Ц .  [c.94]

Типизация принципиальных схем может быть осуществлена на основе комплексного анализа влияния переменных факторов и условий. При этом должно быть отобрано минимальное, но достаточное число факторов, определяющих структуру технологических процессов и принципиальную схему. В конкретных случаях должны быть выделены укрупненные блоки, на струк-  [c.44]

Институты ВНИПИгаздобыча и ВНИИгаз проделали, большую работу по типизации схем сбора и предварительной обработки природного газа на месторождениях. На основе этого на перспективный период рекомендуется приме-.нять две принципиальные схемы низкотемпературную сепарацию и абсорбцию (гликолевую), комплектуемые типовыми технологическими линиями с законченным процессом, набираемые из типовых блоков.  [c.45]

Типизации блоков и последующее формирование информационного обеспечения осуществляются на основе типовых принципиальных схем следующим образом  [c.46]

На стадии эскизного проекта осуществляется общая компоновка электротехнической системы, разрабатываются чертежи общих видов и принципиальные схемы. На этой стадии объем информации о проектируемой электротехнической системе увеличивается и ее точность возрастает. На стадии эскизного проекта анализируются проектные варианты по электротехнической системе в целом. По окончании стадии основные контуры электротехнической системы уже определены, т. е. выбран принцип работы, учтены состав основных функциональных блоков и принципы их работы, разработаны схемы расположения и взаимодействия составных частей.  [c.256]

Естественно, что как на принципиальной схеме ЕСП, так и в комментариях к ней освещены только наиболее важные методические аспекты состава и последовательности разработки ЕСП. В эскизном проекте АСПР, а затем и в технических проектах отдельных функциональных подсистем соответствующие общие положения детализированы и доведены до уровня конкретных проектных решений по функционированию АСПР в целом и ее отдельных подсистем, блоков и задач.  [c.78]

Рис. 4-21. Принципиальная блок-схема расчетов по выбору оптимально формы организации ремонтного обслуживания электростми-ций в энергосистеме.
При формировании принципиальной технологической схемы объекта на основе гипотетической схемы применительно к конкретным условиям введением ограничений исключаются их схемы блоки, которые в данном случае не нужны. Одновременно исключаются из общей функциональной модели и соответствующие их блок-модели. Например, если газ не содержит сероводород и углекислоту, то будут выключены блоки по их выделению, изменятся коды, определяющие блоки, детали которых соприкасаются с газом, так как требования их особой коррозионной стойкости снижаются, и т. д. Еще пример в гипотетической схеме подземного хранилища газа (ПХГ) предусмотрена система ввода химического реагента, предотвращающего гкдратообразование, блоки сбора конденсата и т. п. Однако они не требуются в случае сооружения ПХГ в истощенном месторождении сухого газа при. параметрах р к Т, не способствующих гидратообразованию и т. п.  [c.53] Приведенная детализированная блок-схема технологического цикла разработки решений включает К (процедур). Ее можно признать принципиальной, использовать целесообразно при решении глобаль и функционирования предприятия. Более традиционной является технологическая модель процесс приведенная на рис. ю [2i].  [c.40]

Сетевая диаграмма (сеть, сетевой график, PERT-диаграмма) -графическое отображение работ проекта и их взаимосвязей. В планировании и управлении проектами под термином сеть понимается полный комплекс работ и событий проекта с установленными между ними зависимостями. Сетевая диаграмма не является блок-схемой в том смысле, в котором это средство используется для моделирования деловых процессов. Принципиальным отличием ее от блок-схемы является то, что сетевая диаграмма моделирует только логические зависимости между элементарными работами. Она не отображает входы, процессы и выходы и не допускает повторяющихся циклов, или петель. Сетевые диаграммы отображают сетевую модель в графическом виде как множество вершин, соответствующих работам связанных линиями, представляющими взаимосвязи между работами. Этот граф называется сетью типа вершина -работа , или диаграммой предшествования.  [c.463]

Технологические системы газовой отрасли и их укрупненные блоки (подсистемы) сугубо индивидуальны вследствие влияния специфических, объективных факторов на их структуру и характеристики оборудования (специфика характеристики месторождения, состав газа, климатические условия и т. п.). Однако углубленный поуровневой анализ объектов различного назначения с одновременным расчленением главной цели и системы на подсистемы и блоки доказывает, что, начиная с некоторого уровня, все чаще встречаются целевые эффекты одного и того же вида (нагрев, охлаждение, сжатие и расширение газообразных сред, деформация материальных сред и т. п.), а следовательно, и блоки одного и того же функционального назначения, т. е. общие элементы . Их число возрастает с понижением уровня иерархии и достигает максимума на самых низких уровнях. Поэтому в газовой отрасли возможна типизация как принципиальных схем систем различных уровней, так и машин, агрегатов и технологических блоков.  [c.44]

Анализ функционирования основных — технологических систем, сформированных на основе типовых принципиальных схем и блоков, на каждом уровне иерархии позволяет определить вполне конкретные потребности основных бло ков в ресурсах и услугах, сопутствующих блоков и внешних источников (обеспечение рабочей силой, водой, электроэнергией, теплоэнергией, сжатым воздухом и т. п.) и на этой основе составить принципиальные схемы комплексных объектов. Систематизация указанных требований по мощност-ным рядам объектов каждого функционального назначения позволит построить рациональные типоразмерные ряды блоков вспомогательных. производств.  [c.45]

Система моделей АСПР не может строиться как непрерывная цепь функционально, информационно и алгоритмически взаимосвязанных моделей. Народное хозяйство как объект планирования с точки зрения кибернетики представляет собой очень сложную систему, которая, по определению, не может быть полностью конструктивно описана на формальном языке. Из этого следует, что в совокупности планово-экономических задач, предусмотренных функционально-структурными схемами разработки народнохозяйственного плана, имеются не только полностью или частично формализуемые, но и принципиально неформализуемые задачи. Иначе говоря, система моделей народнохозяйственного планирования не может быть замкнутой, и взаимодействие некоторых из входящих в систему моделей должно осуществляться через блоки принятия неформальных решений.  [c.125]

На рис. 18 показана принципиальная схема организации строительства скважин цикла при закреплении за буровыми бригадами одной, двух и трех кустовых площадок. При работе на одном кусте буровая бригада и вышечно-лебедочный блок перемещаются на новую точку только после окончания всего комплекса запланированных операций на предыдущей точке (рис. 18,а). После разбурива-ния первого блока расчлененного куста (расстояние между блоками не менее 50 м) буровая бригада переходит на второй блок куста, если время передвижки вышечно-лебедочного блока на 50 м не превышает времени передвижения на 3 м.  [c.157]

принципиальные схемы . Системное мышление

У очень и очень многих стейкхолдеров в проекте есть интерес к тому, как система работает в ходе её эксплуатации.

Объяснить, как система работает, можно только тогда, когда мы объясняем назначение (функцию) каждой части системы и вклад этой части в достижение общего назначения системы, общего поведения системы в её операционном окружении.

Принципиальные схемы – это диаграммы, показывающие соединения компонент друг с другом и удобные для объяснения принципа функционирования системы (отвечающие на вопрос «как работает система» – как взаимодействуют между собой функциональные элементы, чтобы дать требуемую вовне функциональность системы в целом).

Вот несколько типичных примеров принципиальных схем:

В ходе работы системы компоненты взаимодействуют друг другом по соединениям (connectors), которые проходят через порты (ports) компонент. В компонентных диаграммах (принципиальных схемах) компоненты обычно изображаются графическими элементами разной формы, а соединения – линиями между этими графическими элементами. Порт – это место присоединения соединительной линии к графическому элементу компоненты.

Компоненты физичны, они выбраны так, чтобы удобно было объяснять работу системы в ходе её эксплуатации/функционирования (run time, operations). Соединения – это логические/ролевые/функциональные связи, но в 4D всегда можно найти физический объект, которые своей темпоральной частью реализует эту связь, через которую компоненты взаимно влияют друг на друга.

Так, в электрической схеме совершенно необязательно иметь ровно такое же количество проводов, которое изображено на этой схеме. Но между реализующими компоненты модулями ток всё-таки должен иметь возможность течь, чтобы система работала. Но этот ток может течь по шасси, по ножкам элементов, спаянных друг с другом – проводов нет, но «провод» лишь один из вариантов реализации связи. Точно так же «труба» на гидравлической схеме будет только одним из способов реализации связи – модули могут быть соединены друг с другом непосредственно, фланец во фланец, без трубы, или вместо трубы жидкость может идти по какому-нибудь жёлобу, вариантов тут не счесть. Главное, что на схеме изображается то, что компоненты соединены друг с другом и можно отследить их взаимодействие.

Режимы работы какой-то системы обычно рассчитываются именно по компонентным, функциональным описаниям, они ведь привязаны ко времени работы системы, а не ко времени её создания. Мультифизическое моделирование делается именно для компонентных описаний: ищутся оптимальные характеристики компонентов для заданных режимов работы.

Иногда такие диаграммы дополняют ещё и диаграммами поведения компонент – процессными диаграммами, в которых объектами являются сами функции, называемые глаголами или отглагольными существительными – «переноска», «охлаждение», «освещение». Но процессные диаграммы встречаются реже компонентных «принципиальных схем» с функциональными объектами как элементами диаграммы, а не поведением функциональных элементов как на процессных диаграммах. Скажем, на процессной диаграмме может быть изображено поведение «повышение давления жидкости», а на принципиальной схеме будет «насос» («объект-повышатель давления», а не «процесс повышения давления»).

Конечно, нужно помнить, что разные описания «гибридны» – люди на схемах вполне могут уточнить, что функция повышения давления жидкости реализуется модулем-насосом, а не перепадом высот и модулем-жёлобом, или даже явно указать марку и технические характеристики оборудования, которое нужно закупить!

Основная проблема компонентных описаний: их обычно понимают только узкие специалисты, функциональное разбиение контринтуитивно. Но если вам задаётся вопрос о том, как именно работает система, то без какой-то хотя бы упрощённой принципиальной схемы вам не обойтись. Обязательно готовьтесь к таким вопросам: в конце концов системы делаются для того, чтобы они работали, и большинству людей интересно, как они работают – и только после разъяснений на эту тему с ними можно будет обсудить, как и из чего система сделана.

Сопротивление | Основные понятия электричества

Схема из предыдущего раздела не очень практична. На самом деле, это может быть довольно опасно строить (прямое соединение полюсов источника напряжения с помощью одного куска провода). Причина, по которой это опасно, заключается в том, что величина электрического тока может быть очень большой в таком коротком замыкании , а выделение энергии может быть очень значительным (обычно в виде тепла). Обычно электрические цепи строятся таким образом, чтобы максимально безопасно использовать высвобождаемую энергию на практике.

Ток, протекающий через нить накала лампы

Один из практических и популярных способов использования электрического тока – это электрическое освещение. Самая простая форма электрической лампы – это крошечная металлическая «нить» внутри прозрачной стеклянной колбы, которая накаляется добела («накаливается») с помощью тепловой энергии, когда через нее проходит достаточный электрический ток. Как и батарея, он имеет две токопроводящие точки подключения: одна для тока, а другая – для выхода. Схема электрической лампы, подключенная к источнику напряжения, выглядит примерно так:

Когда ток проходит через тонкую металлическую нить накала лампы, он встречает большее сопротивление движению, чем обычно в толстом куске проволоки.Это сопротивление электрическому току зависит от типа материала, его площади поперечного сечения и температуры. Технически он известен как сопротивление . (Можно сказать, что у проводников низкое сопротивление, а у изоляторов очень высокое сопротивление. ) Это сопротивление служит для ограничения количества тока, проходящего через цепь с заданным значением напряжения, подаваемого батареей, по сравнению с «коротким замыканием», когда у нас не было ничего, кроме провода, соединяющего один конец источника напряжения (батареи) с другим.Когда ток движется против сопротивления сопротивления, возникает «трение». Точно так же, как механическое трение, трение, создаваемое током, протекающим против сопротивления, проявляется в виде тепла. Концентрированное сопротивление нити накала лампы приводит к тому, что на нити рассеивается относительно большое количество тепловой энергии. Этой тепловой энергии достаточно, чтобы нить накаливания стала раскаленной добела, производя свет, в то время как провода, соединяющие лампу с батареей (которые имеют гораздо более низкое сопротивление), едва ли нагреваются, проводя такое же количество тока.Как и в случае короткого замыкания, если целостность цепи нарушена в любой точке, ток прекращается по всей цепи. Если лампа установлена, это означает, что она перестанет светиться:

Как и раньше, при отсутствии тока, весь потенциал (напряжение) батареи доступен через разрыв, ожидая возможности соединения, чтобы перемыть этот разрыв и позволить току снова течь. Это состояние известно как разомкнутая цепь , когда разрыв цепи предотвращает ток повсюду.Все, что требуется, – это однократный разрыв цепи, чтобы «разомкнуть» цепь. После повторного подключения любых разрывов и восстановления непрерывности цепи это называется замкнутой цепью .

Основа для включения ламп

То, что мы видим здесь, является основой для включения и выключения ламп с помощью дистанционных выключателей. Поскольку любой разрыв непрерывности цепи приводит к остановке тока по всей цепи, мы можем использовать устройство, предназначенное для преднамеренного прерывания этой непрерывности (так называемый переключатель ), установленное в любом удобном месте, к которому мы можем провести провода, для управления протекание тока в цепи:

Таким образом выключатель, установленный на стене дома, может управлять лампой, установленной в длинном коридоре или даже в другой комнате, вдали от выключателя.Сам переключатель состоит из пары токопроводящих контактов (обычно сделанных из какого-либо металла), соединенных между собой механическим рычажным приводом или кнопкой. Когда контакты соприкасаются друг с другом, ток может течь от одного к другому, и устанавливается непрерывность цепи. Когда контакты разделены, ток от одного к другому предотвращается воздушной изоляцией между ними, и непрерывность цепи нарушается.

Рубильник

Пожалуй, лучший вид переключателя, который можно показать для иллюстрации основного принципа, – это «ножевой» переключатель:

Рубильник – это не что иное, как токопроводящий рычаг, свободно поворачивающийся на шарнире, вступающий в физический контакт с одной или несколькими неподвижными точками контакта, которые также являются токопроводящими.Переключатель, показанный на иллюстрации выше, построен на фарфоровой основе (отличный изоляционный материал) с использованием меди (отличный проводник) в качестве «лезвия» и точек контакта. Ручка сделана из пластика, чтобы изолировать руку оператора от токопроводящего лезвия переключателя при его открытии или закрытии. Вот еще один тип рубильника, с двумя неподвижными контактами вместо одного:

Конкретный рубильник, показанный здесь, имеет одно «лезвие», но два неподвижных контакта, что означает, что он может замыкать или размыкать более одной цепи. На данный момент это не так важно, чтобы знать, просто базовая концепция того, что такое переключатель и как он работает. Рубильные переключатели отлично подходят для иллюстрации основного принципа работы переключателя, но они представляют определенные проблемы безопасности при использовании в электрических цепях большой мощности. Открытые проводники рубильника делают случайный контакт с цепью, и любая искра, которая может возникнуть между движущимся ножом и неподвижным контактом, может воспламенить любые расположенные поблизости легковоспламеняющиеся материалы.В большинстве современных конструкций переключателей движущиеся проводники и точки контакта герметично закрыты изолирующим кожухом, чтобы уменьшить эти опасности. Фотография нескольких современных типов переключателей показывает, что механизмы переключения гораздо более скрыты, чем в конструкции ножа:

Открытые и закрытые цепи

В соответствии с терминологией «разомкнутой» и «замкнутой» цепей, переключатель, который устанавливает контакт от одной клеммы подключения к другой (пример: рубильник с лезвием, полностью касающимся неподвижной точки контакта), обеспечивает непрерывность подачи тока в протекает и называется переключателем замкнутый . И наоборот, выключатель, который нарушает целостность цепи (пример: рубильник с лезвием , не касающийся неподвижной точки контакта), не пропускает ток, и называется выключателем разомкнутым . Эта терминология часто сбивает с толку новичков, изучающих электронику, потому что слова «открытый» и «закрытый» обычно понимаются в контексте двери, где «открытый» приравнивается к свободному проходу, а «закрытый» – к блокировке. В случае электрических переключателей эти термины имеют противоположное значение: «разомкнутый» означает отсутствие потока, в то время как «замкнутый» означает свободное прохождение электрического тока.

ОБЗОР:

  • Сопротивление – это мера сопротивления электрическому току.
  • Короткое замыкание – это электрическая цепь, которая практически не оказывает сопротивления протеканию тока. Короткие замыкания опасны для источников питания высокого напряжения, поскольку возникающие высокие токи могут вызвать выделение большого количества тепловой энергии.
  • Разрыв цепи – это цепь, в которой непрерывность была нарушена из-за прерывания пути прохождения тока.
  • Замкнутая цепь – это замкнутая цепь с хорошей непрерывностью на всем протяжении.
  • Устройство, предназначенное для размыкания или замыкания цепи в контролируемых условиях, называется переключателем .
  • Термины «разомкнутый» и «замкнутый» относятся как к переключателям, так и ко всем цепям. Открытый переключатель – это переключатель без непрерывности: ток не может течь через него. Замкнутый переключатель – это переключатель, который обеспечивает прямой (с низким сопротивлением) путь для прохождения тока.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Попробуйте наш калькулятор сопротивления в разделе «Инструменты » .

Электричество и аналогия с водопадом

Для содержательного обсуждения электрохимии необходимо определить фундаментальные свойства электричества.

Введение

Напряжение между двумя точками – это краткое название электрической силы, которая будет управлять электрическим током между этими точками.В случае статических электрических полей напряжение между двумя точками равно разности электрических потенциалов между этими точками. В более общем случае с электрическими и магнитными полями, которые меняются со временем, эти термины больше не являются синонимами. Электрический потенциал – это энергия, необходимая для перемещения единичного электрического заряда в определенное место в статическом электрическом поле. Первый – это напряжение , обычно обозначаемое сокращенно «V» и измеряемое в вольтах (также сокращенно «V».) Напряжение, также иногда называемое разностью потенциалов или электродвижущей силой (ЭДС) , относится к количеству потенциальной энергии, которую электроны имеют в объекте или цепи. В некотором смысле вы можете думать об этом как о количестве «толчка», которое электроны совершают, пытаясь приблизиться к положительному заряду. Чем больше энергии у электронов, тем сильнее напряжение.

Ток означает скорость протекания электрического заряда. Этот текущий электрический заряд обычно переносится движущимися электронами в проводнике, таком как провод; в электролите он переносится ионами.Единицей измерения скорости электрического заряда в системе СИ является ампер. Электрический ток измеряется амперметром. Ток обычно обозначается аббревиатурой «I» («C» зарезервирован для принципа заряда , наиболее фундаментального строительного блока электричества.) Ток измеряется в амперах или амперах , сокращение «A». Ток относится к тому, сколько электричества течет – сколько электронов перемещается по цепи за единицу времени.

Сопротивление объекта является мерой его сопротивления прохождению постоянного электрического тока.Объект с однородным поперечным сечением будет иметь сопротивление, пропорциональное его длине, обратно пропорциональное его площади поперечного сечения и пропорциональное удельному сопротивлению материала. Открытое Георгом Омом в 1827 году электрическое сопротивление имеет некоторые концептуальные параллели с механическим понятием трения. Единица измерения электрического сопротивления в системе СИ – ом (Ом). Сопротивление означает, насколько материал, проводящий электричество, противодействует потоку электронов. Чем выше сопротивление, тем труднее электронам проходить сквозь него.

Аналогия с водопадом

Если мы проведем аналогию с водопадом, напряжение будет представлять высоту водопада: чем оно выше, тем больше потенциальной энергии вода имеет в силу своего расстояния от дна водопада, и тем больше энергии она будет отдавать. владеть, когда он падает на дно. Затем ток показывает, сколько воды проходит через край водопада каждую секунду. Под сопротивлением понимаются любые препятствия, которые замедляют поток воды через край водопада (например,г. камни в реке перед краем).

Водопад Водопад Анхель в Венесуэле Водопад Бридалвейл в долине Йосемити (Калифорния) Ниагарский водопад (Нью-Йорк и Канада)
Высота (напряжение) Впечатляюще большой
979 м (3212 футов) в Венесуэле
Средний
188 м (617 футов)
Малый
52 м (167 футов)
Расход (ток) Средний? Средняя
1800 м 3 в минуту при высоком расходе
Впечатляюще Большой
168000 м 3 воды падает за линию гребня каждую минуту при большом потоке
Сопротивление Незначительная Незначительная Незначительная

Закон Ома

Эти напряжение, ток и сопротивление связаны с помощью принципа, известного как закон Ома:

\ [V = I * R \]

, в котором указано, что напряжение в цепи равно току в цепи, умноженному на ее сопротивление. Другой способ формулировки закона Ома, который часто легче понять, это:

\ [I = V / R \]

, что означает, что ток в цепи равен напряжению, деленному на сопротивление. Это имеет смысл, если вы подумаете о нашем примере с водопадом: чем выше водопад, тем больше воды захочется пройти, но это возможно только в той степени, в которой это возможно, в результате любых противостоящих сил. Если вы попытаетесь протянуть Ниагарский водопад через садовый шланг, вы получите столько воды каждую секунду, независимо от того, насколько высока высота водопада и сколько воды ждало, чтобы пройти! А если вы замените этот шланг на шланг большего диаметра, вы получите больше воды за то же время.

Роль и структура суда | Суды США

Федеральная судебная власть действует отдельно от исполнительной и законодательной ветвей власти, но часто работает с ними в соответствии с требованиями Конституции. Федеральные законы принимаются Конгрессом и подписываются Президентом. Судебная власть определяет конституционность федеральных законов и разрешает другие споры, связанные с федеральными законами. Однако судьи зависят от исполнительной власти нашего правительства в обеспечении исполнения судебных решений.

Суды решают, что произошло на самом деле и что с этим делать. Они решают, совершил ли человек преступление и какое наказание должно быть. Они также обеспечивают мирный способ решения частных споров, которые люди не могут разрешить самостоятельно. В зависимости от спора или преступления, некоторые дела передаются в федеральные суды, а некоторые – в суды штата. Узнайте больше о различных типах федеральных судов.

Верховный суд

Верховный суд – высшая судебная инстанция США.Статья III Конституции США создала Верховный суд и уполномочила Конгресс принимать законы, устанавливающие систему нижестоящих судов. В нынешней форме федеральной судебной системы 94 окружных суда первой инстанции и 13 апелляционных судов находятся ниже Верховного суда. Узнайте больше о Верховном суде.

Апелляционные суды

Под Верховным судом США находятся 13 апелляционных судов, которые называются Апелляционными судами США. 94 федеральных судебных округа разделены на 12 региональных округов, в каждом из которых есть апелляционные суды.Задача апелляционного суда – определить, правильно ли применялся закон в суде первой инстанции. Апелляционные суды состоят из трех судей и не используют присяжных.

Апелляционный суд рассматривает жалобы на решения районных судов от судов, находящихся в его округе, а также апелляции на решения федеральных административных органов.

Кроме того, Апелляционный суд федерального округа обладает общенациональной юрисдикцией для рассмотрения апелляций по специализированным делам, например по делам, связанным с патентным законодательством, и по делам, рассмотренным U.S. Суд международной торговли и Федеральный суд США по искам.

Узнайте больше об апелляционных судах.

Апелляционные комиссии по делам о банкротстве

Апелляционные коллегии по делам о банкротстве (BAP) – это коллегии из трех судей, уполномоченные рассматривать апелляции на решения судов о банкротстве. Эти комиссии являются подразделением федеральных апелляционных судов и должны создаваться этим округом.

Панели имеют пять контуров: первый контур, шестой контур, восьмой контур, девятый контур и десятый контур.

Районные суды

94 окружных суда или суда первой инстанции называются окружными судами США. Окружные суды разрешают споры, устанавливая факты и применяя правовые принципы, чтобы решить, кто прав.

Суды первой инстанции включают окружного судью, который рассматривает дело, и жюри, которое решает дело. Магистратские судьи помогают окружным судьям в подготовке дел к судебному разбирательству. Они также могут проводить судебные разбирательства по делам о проступках.

В каждом штате и округе Колумбия есть как минимум один окружной суд.Каждый округ включает в себя суд по делам о банкротстве США как подразделение окружного суда. На четырех территориях Соединенных Штатов есть окружные суды США, которые рассматривают федеральные дела, в том числе дела о банкротстве: Пуэрто-Рико, Виргинские острова, Гуам и Северные Марианские острова.

Есть также два специальных суда первой инстанции. Суд по международной торговле рассматривает дела, связанные с международными торговыми и таможенными законами. Суд по федеральным претензиям США рассматривает большинство исков о возмещении денежного ущерба против США.Правительство С.

Суды по делам о банкротстве

Федеральные суды обладают исключительной юрисдикцией в отношении дел о банкротстве, связанных с банкротством физических лиц, предприятий или хозяйств. Это означает, что дело о банкротстве не может быть подано в суд штата. В процессе банкротства физические или юридические лица, которые больше не могут платить своим кредиторам, могут либо добиваться ликвидации своих активов под надзором суда, либо реорганизовать свои финансовые дела и разработать план выплаты своих долгов.

Статья I. Суды

Конгресс создал несколько судов по статье I или законодательных судов, которые не наделены полной судебной властью.Судебная власть – это власть, которая принимает окончательное решение по всем вопросам конституционного права, по всем вопросам федерального права и рассматривает жалобы, лежащие в основе вопросов habeas corpus. Статья I Суды:

Принцип Гамильтона для цепей с диссипативными элементами

Классическая форма вариационного принципа Гамильтона неприменима для цепей с диссипативными элементами. В статье показано, что это может быть не так в случае систем, состоящих из так называемых элементов высшего порядка.Затем принцип Гамильтона распространяется на схемы, содержащие классические резисторы и частотно-зависимые отрицательные резисторы (FDNR). Расширение также выполняется для любой пары элементов, которые являются ближайшими соседями на любой диагонали таблицы Чуа.

1. Введение

Вариационный принцип Гамильтона – одна из жемчужин классической механики [1]. Пусть – функция Лагранжа системы (лагранжиан), зависящая от обобщенных координат и скоростей, где n – число степеней свободы.Хорошо известная форма лагранжиана – это разница между кинетической и потенциальной энергией системы. Под общим действием понимается определенный интеграл: где и – конечные точки временного интервала, в течение которого выполняется анализ. Действие (1) – это функционал, который отображает функцию (лагранжиан, зависящий от траектории) в число (значение действия, присвоенное конкретной траектории). Принцип Гамильтона гласит, что реальная траектория является экстремалью действия, т. Е., вариации, сделанные вокруг реальной траектории, приводят к нулевому значению вариации действия:

Для перехода между двумя состояниями система, кажется, ищет траекторию, для которой интеграл действия приобретает стационарное значение. Для одной степени свободы ситуация проиллюстрирована на рисунке 1. Реальная траектория «удерживается» в точках A и B, а другие траектории создаются посредством произвольных деформаций в вертикальном направлении. Согласно (1) действие можно рассчитать для каждой из этих траекторий.Существующая траектория – это та, для которой действие приобретает стационарное значение (минимум, максимум или седловую точку). Таким образом, для системы с n степенями свободы существующая траектория () является решением задачи оптимизации (2).


Хорошо известно, что условие (2) эквивалентно другому условию, а именно, уравнения движения системы имеют вид уравнений Эйлера – Лагранжа (E – L) [1]

Эти уравнения движения представляют собой равновесие так называемых обобщенных сил [1].Для лагранжиана в виде разницы между кинетической и потенциальной энергией первый член в левой части уравнения (3) представляет собой производную импульса по времени или инерционной силы, а второй член представляет собой консервативная сила, возникающая из потенциальной энергии системы. Из всего лишь одной скалярной функции формула (3) генерирует все обобщенные силы и помещает их в уравнение движения.

Однако неконсервативные силы не могут быть созданы из лагранжиана, который зависит от координат и скоростей [1].Поэтому часто цитируемое утверждение состоит в том, что применимость принципа Гамильтона (2) ограничена консервативными системами [1]. Много усилий было потрачено на поиск такого лагранжиана, который также породил бы неконсервативные силы. Сводку результатов можно найти в [2], где также предлагается решение в форме лагранжиана, зависящего от нецелого порядка производной обобщенной координаты. В этой работе мы будем использовать классическую форму лагранжиана, которая зависит от обобщенных координат и скоростей, последние являются первыми и, следовательно, производными целого порядка от координат.

Вариационный принцип Гамильтона справедлив и для систем с внешними возбуждениями. Потенциальная энергия и, следовательно, лагранжиан дополняются членами, которые после соответствующего дифференцирования создают исходную силу возбуждения в уравнениях движения (3) [1]. Поэтому без ограничения общности в следующем тексте будут рассмотрены только системы без внешнего возбуждения.

Формализмы Лагранжа и Гамильтона представляют собой элегантный подход к изучению динамики системы.Вот почему его отдают предпочтение при построении современных физических теорий. В качестве характерного атрибута формализма Лагранжа вся информация о временной эволюции системы содержится в скалярной функции – лагранжиане. Если лагранжиан существует и если его можно найти, то он может генерировать уравнения движения системы. Формализм Гамильтона также может предоставить информацию о величинах, которые сохраняются в системе, о важных симметриях и т. Д. Неудивительно, что «сегодня большинство физиков не только захотят принять как аксиоматику существование вариационного принципа, но и не захотят принимать любые динамические уравнения, которые не выводятся из такого принципа» [3].Эта статья призвана показать, что преимущества формализма Лагранжа могут быть также использованы для диссипативных систем, составленных из классических резисторов и так называемых FDNR, частотно-зависимых отрицательных резисторов из периодической таблицы основных электрических элементов Чуа [4]. Работа организована следующим образом: Раздел 2 вводит обозначения, которые подходят для использования формализма Лагранжа в электрических цепях, содержащих не только реактивные, но и диссипативные элементы. Раздел 3 обобщает информацию о таблице основных электрических элементов. В разделе 4 доказывается принцип Гамильтона для схем, составленных из резисторов и FDNR, и находится соответствующий лагранжиан. Объяснение того, что принцип двойственности позволяет обобщить эти выводы также на схемы, содержащие другие элементы из таблицы Чуа, кроме резисторов и FDNR, дано в Разделе 5.

2. Обозначения формализма Лагранжа в электротехнике

В дополнение к механике, Гамильтон Принцип также используется в других областях науки.В электрических цепях, описываемых методами петлевых переменных, координата соответствует электрическому заряду, а уравнение движения (3) отражает баланс напряжений, то есть представляет закон напряжения Кирхгофа (KVL). В рамках этой электромеханической аналогии механическая инертность соответствует электрической индуктивности, а механическое соответствие – электрической емкости. Поэтому консервативные системы механической природы могут быть успешно изучены и смоделированы с использованием катушек индуктивности и конденсаторов. Если электрическая цепь состоит только из этих элементов, то функция Лагранжа может быть выбрана как разность между соэнергией магнитных полей индукторов и энергией электростатических полей конденсаторов, которые являются интегралами в целом нелинейных определяющих соотношений и индукторов. и конденсаторов:

В (4) используются следующие обозначения: индексы L и C , используемые в переменных и функциях, а также в качестве индексов подсчета сумм, обозначают определяющие отношения отдельных катушек индуктивности и конденсаторов в сети. .Заряд / ток через каждый отдельный элемент задается линейной комбинацией компонентов вектора зарядов / токов контура:

Коэффициенты принимают значения +1, -1 и 0, в зависимости от попадания элемента в соответствующая петля и опорное направление элемента с учетом ориентации петли.

Диссипативные резистивные элементы характеризуются определяющими соотношениями между напряжениями и токами. Их интегралы являются диссипативными функциями токов, а их сумма дает общую диссипативную функцию:

Нижний индекс R имеет то же значение, что и вышеуказанные индексы L и C .Токи, протекающие через отдельные резисторы, также выводятся из вектора токов контура линейной комбинацией его компонентов:

Коэффициенты принимают значения +1, -1 и 0, в зависимости от того, присутствует ли резистор в цепи или нет. соответствующий цикл и то, как его ссылка направлена ​​с учетом ориентации цикла. Дополнительные члены генерируются в уравнениях E – L (3) посредством систематического дифференцирования диссипативной функции (6) по вектору токов.Однако это нарушает необходимое условие справедливости вариационного принципа Гамильтона.

3. Элементы высшего порядка

Так называемые () элементы высшего порядка (ГОЭ) были введены в теорию схем в 1980-х годах [4]. HOE являются однопортовыми, что сохраняет однозначную связь между производными / интегралами по времени от напряжения на клеммах и тока и. Положительные / отрицательные целые числа и обозначают порядок производной / интеграла по времени.Свойства и характер элемента однозначно задаются так называемым определяющим соотношением как обычно нелинейное отношение зависимости между и. Три основных элемента электротехники, а именно резистор, конденсатор и катушка индуктивности, расположены на схеме на рисунке 2 в координатах (0, 0), (0, -1) и (-1, 0). На рисунке 2 показан фрагмент так называемой таблицы Чуа с известными в настоящее время основными элементами.


Мемристор как элемент (−1, −1) появился в 1971 году [5].В 2008 г. открытие наноустройства, проявляющего признаки поведения мемристора [6], инициировало процесс заполнения вакансий в таблице неизвестными до сих пор элементами. В том же году во время исторического семинара [7] Леон Чуа, открывший мемристор, призвал научное сообщество поработать над открытием новых элементов типа (−1, −2) и (−2, −1 ), которые он назвал мемконденсатором и меминдуктором.

Другой элемент, называемый FDNR (частотно-зависимый отрицательный резистор), известен с 1968 года [8].Его синтетическая форма часто используется в активных аналоговых фильтрах без индуктора. Позже этот элемент был идентифицирован как отсутствующий (1, -1) элемент в таблице Чуа. Обратите внимание, что FDNR из [8] известен как линейный элемент, импеданс которого отрицателен и косвенно пропорционален квадрату частоты, а элемент (1, −1) является его нелинейным обобщением.

В 2002 г. в [9] было объявлено об открытии нового механического элемента, называемого инертером. Ученые, знакомые с концепцией фундаментальных электрических элементов Чуа, поняли, что это был другой недостающий элемент, либо (1, 0), либо (0, 1), в зависимости от того, является ли FV (сила-напряжение) или FI (сила-ток) электромеханическим. использовалась аналогия [10].

Новые механические и электрические элементы вдохновляют эти дисциплины. Эта статья демонстрирует на примере схемы, состоящей исключительно из резисторов и FDNR, что классическая версия принципа Гамильтона также может быть применена к некоторым системам, которые содержат диссипативные элементы.

4. Принцип Гамильтона для цепей
R -FDNR

Рассмотрим схему, состоящую из идеальных, как правило, нелинейных резисторов и частотно-зависимых отрицательных резисторов (FDNR).В нижеследующем рассмотрении предполагается, что схема описывается методом замкнутых зарядов. Однако выбор метода не важен.

Пусть каждый резистор описывается его определяющим соотношением, где ток является производной заряда по времени. Пусть резисторы в схеме описываются одной диссипативной функцией (6).

Кроме того, пусть каждый FDNR определяется его конститутивным отношением. Согласно определению FDNR как элемента (1, -1), его определяющее отношение должно быть отношением между первой производной напряжения на клеммах и общей величиной заряда, протекающего через него.Эта однозначная зависимость делает его элементом с малосигнальным отрицательным сопротивлением, которое обратно пропорционально квадрату частоты возбуждения.

Согласно определению в [11], «отрицательная» диссипативная совместная функция всей цепи представляет собой сумму «отрицательных» диссипативных функций определенных FDNR:

Заряды, связанные с конкретными элементами, могут быть получены из вектора контура начисляется с помощью линейных комбинаций его компонентов:

Коэффициенты принимают значения +1, -1 и 0 в зависимости от того, в какой цикл помещается отдельный FDNR, и от его опорного направления.

Теперь рассмотрим изменение вектора траектории (), одномерный пример которого показан на рисунке 1. Это изменение одновременно означает изменение определяющих соотношений всех FDNR и, следовательно, также изменение диссипативной кофункции (8):

Частные производные в (10) могут быть представлены в виде

Первый множитель (множимое) в правой части (11) является определяющим соотношением. С учетом уравнения (9) вторым фактором (множителем) является коэффициент.После изменения порядка суммирования вариация кофункции (8) равна

. Внутренняя сумма в (12) дает общий вклад элементов FDNR в закон по -ому циклу.

Аналогичное рассмотрение влияния изменения траектории на функцию диссипации (6) приводит к промежуточному результату:

Внутренняя сумма в (13) дает суммарный вклад резисторов в закон по i -й петле . Изменение скорости происходит в (13) вместо изменения координат.Это несовершенство может быть исправлено интегрированием по времени, как Гамильтон первоначально сделал для кинетической энергии в механике [1]. Посредством интегрирования по частям интегрирование по скорости заменяется интегрированием по координате:

Поскольку это вариационная задача с фиксированными конечными точками (координаты не меняются в моменты и), первый элемент в правой части ( 14) равен нулю. Интегрирование (12) по времени и вычитание из (14) дает

Член и внешней суммы в (15) представляет собой сумму производных первого порядка напряжений по всем элементам в пределах . i -я петля.С учетом этого цикла этот член должен быть равен нулю. Следовательно, все выражение (15) должно быть равно нулю, независимо от того, как изменяется вся траектория. Определим диссипативную функцию всей схемы как разность «положительной» диссипативной функции резисторов и «отрицательной» диссипативной совместной функции FDNR:

Затем в схеме, построенной исключительно из резисторов и FDNR, следующий вариационный принцип имеет место:

5. Принцип Гамильтона и двойственность () элементов

Вариационный принцип Гамильтона (2) классической механики был сформулирован для обобщенных координат и обобщенных скоростей. Уравнение E – L (3), которое выражает баланс обобщенных сил, является его прямым следствием. Такая общность сделала его полезным и для других областей науки. Обобщенные координаты и обобщенные силы могут быть выбраны с учетом физической ситуации очень гибкими. В электротехнике, например, обобщенные координаты / силы не обязательно должны быть. Выбор другого метода анализа схемы, например метода узловых переменных, приводит к другим координатам и различным обобщенным силам, таким как интегралы напряжений (потоков) и электрических токов в классическом случае R C L контуров.Однако ситуация меняется, если на сцену выходят элементы ().

Из рисунка 3 очевидно, что схема, состоящая исключительно из элементов L и C (зеленый цвет), будет иметь двойную цепь, состоящую исключительно из элементов R и FDNR (красный цвет), и наоборот. Если функциональные правила определяющих соотношений каждой катушки индуктивности и соответствующего ей резистора одинаковы для конденсаторов и FDNR, то уравнения движения обеих цепей будут отличаться только индексом. В этом случае уравнения, описывающие цепь L C , станут уравнениями R -FDNR, просто изменив напряжение на его производную,. Переход от схемы L C к двойной схеме R -FDNR путем увеличения является частным случаем преобразования, описанного в [12] как преобразование MOVE. Посредством этого преобразования исходная схема может быть изменена таким образом, что топология остается неизменной, но каждый элемент заменяется другим элементом, который сдвигается в таблице Чуа на смещение (), где и могут быть произвольными целыми числами.Двойственность такого преобразования состоит в том, что при использовании новых обобщенных координат и скоростей новый контур управляется формально теми же уравнениями, что и исходный контур.


Преобразование MOVE изменяет только обобщенные координаты и не может иметь никакого влияния на справедливость вариационного принципа Гамильтона. Это изменение изменит только физическое измерение функции Лагранжа, при этом ее форма останется неизменной. Пары элементов с цветовой кодировкой на рисунке 3 расположены на общих диагоналях таблицы, на которых сумма остается постоянной.Легко проверить, что физическая размерность лагранжиана схемы, состоящей из элементов -диагонали, равна []. В L C контуров, а Лангранжиан имеет измерение энергии. Поскольку в схемах R -FDNR роль лагранжиана заменена диссипативной функцией с физическим размером мощности [ВА].

Как видно на рисунке 3, двойные цепи L C и R -FDNR имеют одни и те же обобщенные координаты и скорости, т.е.е., петлевые заряды и токи. Разница заключается в физических размерах членов петлевых уравнений в первом и втором случае. Это соответствует типам предполагаемых возбуждений через или источники.

Преобразование MOVE также может дать схему, полностью состоящую из элементов ML MC (синий цвет на рисунке 3). Принцип Гамильтона должен выполняться и для такой схемы. Элементы памяти ML и MC лежат на диагонали с, а физический размер лагранжиана составляет [Js 2 ].

Схема ML MC (синий цвет на рисунке 3) может быть получена из схемы L C с помощью двойного преобразования MOVE, которое уменьшает как индексы, так и на 1. Переход в -направлении вступает в силу при изменении обобщенных координат от исходных петлевых зарядов до их интегралов по времени. Переход в -направлении изменит закон контура с на, то есть от напряжения к балансу потока. Это соответствует типам предполагаемого возбуждения в виде источников потока.Тот же тип уравнений и такая же связь с аналогичным типом лагранжиана подразумевает справедливость принципа Гамильтона, как и для классического случая схем L C .

Примеры двух других двойных пар, MR F lin и L lin I , показаны на рисунке 3. Известно, что элементы, расположенные на диагонали, определенной в Chua Таблица постоянной разности индексов использует одну и ту же линеаризованную модель, и эти элементы связаны между собой посредством так называемого двойного преобразования SHIFT [13]. Вот почему элементы (0, −2) и (0, 1) на рисунке 3 можно рассматривать как линейный FDNR и линейный индуктор. Тогда очевидно, что две другие пары, а именно мемристорно-линейный FDNR и линейный индуктор-инертор, также соответствуют принципу Гамильтона.

На рисунке 4 показаны условия тока и мощности генератора, состоящего из параллельного нелинейного резистора и линейного FDNR. Нелинейное определяющее соотношение резистора и линейное определяющее соотношение FDNR представлены в формах где, и являются параметрами со значениями, указанными в легенде на рисунке 4.


Результаты моделирования показаны на рисунке 4. Колебание с периодом 47 мс вызвано начальным условием. Осциллятор удовлетворяет условиям справедливости принципа Гамильтона, и его лагранжиан имеет тип (см. Рисунок 3). Несмотря на то, что схема состоит исключительно из диссипативных элементов, она консервативна в том смысле, что сохраняет величину мощности, называемую содержимым [14], которая в данном случае равна сумме диссипативных функций резистора и FDNR. Двойная схема с лагранжианом представляет собой классический LC-осциллятор, сохраняющий энергию.

6. Заключение

В рамках классической механики вариационный принцип Гамильтона не может быть применен к диссипативным процессам. То же самое и в смежных научных дисциплинах, которые приняли этот принцип благодаря тому факту, что их конкретные обобщенные силы и координаты совместимы с принципом Гамильтона. Электротехника не исключение. Его связь с механикой через основные элементы R C L хорошо известна и часто используется посредством электромеханических аналогий.

В терминах таблицы Чуа принцип Гамильтона дан только для систем, состоящих из (0, −1) и (−1, 0) элементов, лежащих на диагонали. Хорошо известно, что добавление диссипативного элемента (0, 0), который лежит на диагонали, в вышеуказанные системы, отменяет справедливость вариационного принципа Гамильтона.

Таблица Чуа дает новый взгляд на основные электрические элементы. Это ставит новые задачи не только для электротехники, но и для механиков.Новый механический элемент, инертор, открытый в 2002 году, не может быть заменен в его нелинейной форме какой-либо комбинацией известных инерционных, накопительных или диссипативных механических элементов. В то время как классическая инерция обеспечивает алгебраическую связь между импульсом и скоростью, инертор обеспечивает алгебраическую связь между производными этих величин, то есть между действующей силой и ускорением. Классическая механика не учитывала существование этого фундаментального закона.Таким образом, инертер является неоднородным элементом вариационного принципа Гамильтона. Как элемент, лежащий на диагонали, он не оправдывает ожиданий, сопровождавших рождение вариационного принципа Гамильтона. Насколько нам известно, не опубликовано ни одной статьи, в которой сформулирован вариационный принцип, включающий этот элемент.

Из анализа в части IV следует, что каждая схема, состоящая из элементов и, сопровождается своей двойной схемой, состоящей из элементов () и () с произвольно выбранными индексами. Обратите внимание, что элементы () и () лежат на общей диагонали. Вариационный принцип Гамильтона должен выполняться для всех этих двойных схем. Обобщенные силы и координаты будут соответственно и.

В классической механике и электротехнике не существует другого элемента для создания пары с диссипативным элементом резисторного типа, который необходим для синтеза систем, не нарушающих вариационный принцип Гамильтона. В документе показано, что этот недостающий элемент является элементом FDNR (1, −1).Его линейная форма, элемент (0, −2), образует аналогичную пару с мемристором. Таким образом, применимость вариационного принципа Гамильтона к диссипативным системам можно будет рассмотреть только после того, как исходный набор из трех основных элементов R , C , L будет расширен другими элементами из таблицы Чуа.

Обратите внимание, что применимость вариационного принципа Гамильтона для систем, состоящих из любой пары элементов, которые являются ближайшими соседями на произвольной диагонали таблицы Чуа, согласуется с идеей обобщенных координат в классической механике. Согласно теореме Нётер [15] в таких схемах сохраняется величина, называемая обобщенной энергией. Обобщенная энергия, имеющая физическую единицу [], является суммой потенциальных функций элементов обоих типов из пар на рисунке 3. В свете вышеупомянутой теоремы выводы, сделанные в статье, соответствуют Правило, что классический принцип Гамильтона выполняется только для консервативных систем.

Доступность данных

Никакие данные не использовались для поддержки этого исследования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Работа была поддержана Чешским научным фондом в рамках гранта No. 18-21608С. Для исследования также использовалась инфраструктура отдела К217, УД Брно. Авторы также хотят выразить искреннюю благодарность Фонду открытого доступа Технологического университета Брно за освещение APC.

Простые схемы | Блестящая вики по математике и науке

Для любой простой системы найти V, I или R несложно, если учесть два других фактора, но это усложняется, когда источник питания управляет несколькими устройствами последовательно. Последовательность означает несколько устройств, соединенных встык, причем положительный вывод одного устройства подключен к отрицательному устройству следующего, как набор рождественских гирлянд. Поскольку устройства перетекают друг в друга, и заряд сохраняется, любой ток, протекающий в первое устройство, должен вытекать из последнего устройства, то есть ток через все устройства одинаков. Последовательные устройства подобны воде, плывущей по реке: река может закручиваться, поворачиваться, сжиматься и расширяться, но количество воды, текущей в любом заданном поперечном сечении в единицу времени, должно быть одинаковым во всех точках вдоль реки, т.е.е. v1A1 = v2A2v_1A_1 = v_2A_2v1 A1 = v2 A2. Если бы это было не так, вода накапливалась бы в точках вдоль реки и выливалась бы из берегов.

Таким образом, в приведенной выше схеме i1 = i2 = i3i_1 = i_2 = i_3i1 = i2 = i3, или поскольку каждый резистор подчиняется закону Ома

I = V1R1 = V2R2 = V3R3. I = \ frac {V_1} {R_1} = \ frac {V_2} {R_2} = \ frac {V_3} {R_3}. I = R1 V1 = R2 V2 = R3 V3.

Теперь левая сторона оранжевой лампочки подключена к положительной клемме батареи, а правая сторона зеленой лампочки подключена к отрицательной клемме батареи, что означает, что сумма напряжения падает на трех резисторы равны по величине падению напряжения на батарее, т.е.е.

Vbattery = V1 + V2 + V3.V_ \ text {battery} = V_1 + V_2 + V_3.Vbattery = V1 + V2 + V3.

Это физический принцип.

Следовательно,

Vbattery = V1 + V2 + V3 = IR1 + IR2 + IR3 = I (R1 + R2 + R3) = IReff. \ Begin {выровнено} V_ \ text {батарея} & = V_1 + V_2 + V_3 \\ & = IR_1 + IR_2 + IR_3 \\ & = I \ влево (R_1 + R_2 + R_3 \ вправо) \\ & = IR_ \ text {eff}. \ end {align} Vbattery = V1 + V2 + V3 = IR1 + IR2 + IR3 = I (R1 + R2 + R3) = IReff.

Следовательно, цепь, состоящая из трех последовательно соединенных лампочек, эквивалентна одной лампочке с сопротивлением, равным сумме отдельных сопротивлений. Это доказывает общий результат для резисторов, включенных последовательно.

Резисторы последовательно

Эффективное сопротивление последовательно включенных резисторов R1,…, RNR_1, \ ldots, R_NR1,…, RN равно

.

Reff = ∑iRi.R_ \ text {eff} = \ sum_i R_i.Reff = i∑ Ri.

Хотя последовательное расположение элементов схемы имеет некоторые привлекательные особенности, такие как равномерный ток, простота установки новых батарей и т. Д., Последовательное расположение элементов схемы имеет серьезные недостатки.Во-первых, введение любых новых устройств уменьшает ток, протекающий по цепи, и, таким образом, снижает выходную мощность каждого отдельного устройства. Если несколько устройств подключены последовательно, например, духовка, компьютер и лампа для чтения, затемнение лампы для чтения (за счет увеличения ее сопротивления) означает уменьшение тока в духовке и компьютере. Другой заключается в том, что если один элемент в цепи, например ваш телевизор, сломается, вся цепь также разорвется, потому что электрический потенциальный разрыв больше не поддерживается ни на одном устройстве. Это неудобно для создания надежных схем, в которых мы хотели бы, чтобы отказы устройств не зависели друг от друга.

Некоторые из этих недостатков можно избежать в архитектуре параллельных цепей.

электрических цепей? Все дело в узлах, ответвлениях и петлях

Узлы, ответвления и петли

Поскольку элементы электрической цепи могут быть соединены между собой несколькими способами, нам необходимо понять некоторые основные концепции топологии сети. Чтобы различать схему и сеть, мы можем рассматривать сеть как взаимосвязь элементов или устройств, тогда как схема – это сеть, обеспечивающая один или несколько замкнутых путей.

Электрические схемы? Все дело в узлах, ответвлениях и петлях

Согласно соглашению, при адресации топологии сети в используется слово «сеть», а не «схема ». Мы делаем это, даже если слова «сеть» и «цепь» в данном контексте означают одно и то же.

В топологии сети мы изучаем свойства, относящиеся к размещению элементов в сети и геометрической конфигурации сети. Все дело в элементах схемы, таких как ветви, узлы и петли.


Ответвления //

Ветвь представляет собой отдельный элемент, такой как источник напряжения или резистор. Другими словами, ветвь представляет собой любой двухконтактный элемент.

Схема на Рисунке 1 имеет пять ветвей, а именно: источник напряжения 10 В, источник тока 2 А и три резистора.

Рисунок 1 – Узлы, ответвления и петли

Узлы //

Узел – это точка соединения между двумя или более ответвлениями .

Узел обычно обозначается точкой в ​​цепи . Если короткое замыкание (соединительный провод) соединяет два узла, эти два узла составляют единый узел. Схема на рисунке 1 имеет три узла: a , b и c .

Обратите внимание, что три точки, образующие узел b , соединены идеально проводящими проводами и, следовательно, составляют единую точку. То же самое и с четырьмя точками, образующими узел c .Мы демонстрируем, что схема на рис. 1 имеет только три узла, перерисовывая схему на рис. 2. Две схемы на рис. 1 и 2 идентичны.

Однако, для ясности, узлы b и c разнесены с идеальными проводниками, как показано на рис. 1.

Рис. 2 – Трехузловая схема на рис. 1 перерисована

Петли //

Петля – это любой замкнутый путь в цепи .

Цикл – это замкнутый путь , образованный запуском в узле , проходом через набор узлов и возвращением к начальному узлу без прохождения через какой-либо узел более одного раза.Цикл называется независимым, если он содержит хотя бы одну ветвь, которая не является частью какого-либо другого независимого цикла. Независимые петли или пути приводят к независимым системам уравнений.

Можно сформировать независимый набор циклов, в котором один из циклов не содержит такой ветви. На рис. 2, abca с резистором 2 Ом является независимым. Второй контур с резистором 3 Ом и источником тока независим. Третий контур может быть с резистором 2 Ом, подключенным параллельно резистору 3 Ом.Это действительно формирует независимый набор петель.

Сеть с b ветвями , n узлов и l независимых петель будет удовлетворять фундаментальной теореме сетевой топологии //

b = l + n – 1

Как показывают следующие два определения, схема Топология имеет большое значение для изучения напряжений и токов в электрической цепи.

Два или более элемента включены в серию , если они используют только один узел и, следовательно, несут одинаковый ток.

Два или более элемента включены параллельно , если они подключены к одним и тем же двум узлам и, следовательно, имеют одинаковое напряжение на них.

Элементы соединены последовательно , когда они соединены цепью или соединены последовательно, конец в конец. Например, два элемента включены последовательно, если они имеют один общий узел, и ни один другой элемент не подключен к этому общему узлу. Элементы, включенные параллельно подключаются к одной паре клемм.

Элементы также могут быть соединены способом , который не является ни последовательным, ни параллельным .

В схеме, показанной на рис. 1, источник напряжения и резистор 5 Ом включены последовательно, потому что через них протекает один и тот же ток. Резистор 2 Ом, резистор 3 Ом и источник тока подключены параллельно, потому что они подключены к одним и тем же двум узлам b и c и, следовательно, имеют одинаковое напряжение на них. Резисторы 5 Ом и 2 Ом не включены ни последовательно, ни параллельно друг другу.


Проблемы напряжения узла при анализе цепи (ВИДЕО)

Ссылка // Основы электрических схем Чарльза К.Александр и Мэтью Н. О. Садику (покупка на Amazon)

Части схемы: урок для детей – видео и стенограмма урока

Части схемы

Все схемы имеют некоторые основные части, называемые компонентами. Одним из компонентов является источник питания , также называемый источником напряжения . Источник питания – это то, что проталкивает электричество по цепи.

Далее схем нужно разъемов . Соединители соединяют все части цепи и создают путь или петлю, по которой проходит электричество.Соединители часто делают из проволоки или другого металла.

Третий компонент – это нагрузка . Это вещь, которая питается от электричества в цепи. Это может быть лампочка, телевизор, вентилятор или любое из множества электронных устройств, которыми мы пользуемся каждый день.

Наконец, в большинстве схем есть переключатель, который включает и выключает питание.

Пример простой схемы

Давайте рассмотрим пример очень простой схемы с батареей, лампочкой и выключателем, соединенными проводами в большую петлю.Цепь будет работать только в том случае, если электричество может течь через нее непрерывно. Переключатель работает, создавая разрыв в цепи для выключения питания и закрывая это отверстие, чтобы включить питание. Когда переключатель включен и цепь замкнута, лампочка загорится. Когда выключатель выключен и цепь разомкнута, лампочка гаснет.

Изменение нагрузки

Предположим, вы подключаете вторую идентичную лампочку в цепь. Когда переключатель включен, загораются обе лампочки.Но вы можете заметить, что лампочки не такие яркие, как если бы в вашей цепи была только одна лампочка. Это связано с тем, что один и тот же источник питания теперь должен зажигать две лампочки вместо одной. Вы увеличили нагрузку. Две лампочки должны разделять электрическую мощность. Это как если бы вам пришлось поделиться сумкой конфет с другом, вместо того, чтобы оставить все для себя. Вы оба получаете немного, но меньшие суммы, чем если бы все конфеты достались одному человеку.

Смена источника питания

Что, если вы хотите, чтобы две лампочки горели так же ярко, как одна? Вы можете использовать более мощный источник энергии.Батарея большего размера будет иметь больше энергии для освещения двух лампочек, точно так же, как большой мешок конфет может дать вам и вашему другу больше еды. Более сильный источник энергии может сделать больше. От этого лампочка может гореть ярче, гудок станет громче, а тостер станет горячее.

Краткое содержание урока

Цепь – это путь, по которому проходит электричество.

Основные компоненты схемы включают:

  • Источник питания , который проталкивает электричество через схему
  • Разъемы , которые соединяют все части цепи и создают путь или петлю, по которой проходит электричество
  • Нагрузка , которая питается от электричества в цепи, и
  • Выключатель, включающий и выключающий питание

Мы можем настроить работу схемы, настроив компоненты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.