Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт кибернетики, информатики и связи
Кафедра кибернетических систем
Ковалёв П. И.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
дисциплина «Моделирование систем управления»
направление 220400 – Управление в технических системах
квалификация – бакалавр
форма обучения: дневная, заочная, заочная сокращённая
курс 3 / 3 / 3
семестр 6 / 6 / 5
Аудиторные занятия 85 / 18 / 18 часов, в т. ч.:
Лекции 17 / 6 / 6 часов
Практические занятия 34 / 6 / 6 часов
Лабораторные занятия 34 / 6 / 6 часов
Самостоятельная работа – 95 часов, в т. ч.:
Курсовая работа 6 / 6 / 5 семестр
Контрольная работа (заочная, заочно-сокращённая форма обучения) - / 6 / 5 семестр
Вид промежуточной аттестации:
Экзамен 6 / 6 / 5 семестр
Общая трудоёмкость 180 часов, 5 зет
Тюмень, 2013
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ
Объектом называется часть реального или воображаемого мира, на который направлена деятельность субъекта - отдельного индивида, группы людей, коллектива или общества в целом. Если в ходе эксперимента измеряют ток в электрической цепи, то она является реальным объектом исследования; проектируемая электрическая цепь - воображаемый объект. Объектами могут быть не только материальные предметы, но также процессы (производственный процесс, технологический процесс, процесс документооборота), свойства (электропроводность), отношения (отношения между работниками в трудовом коллективе), формы мышления (понятия) и т.д.
Метод - это способ организации человеческой деятельности. Научный метод исследования включает в себя способы исследования объектов, систематизацию, корректировку новых и полученных ранее знаний. Один из основных принципов научного метода - отказ от некритического признания верным того или иного положения только потому, что так считает какой-то авторитет. Качество (успешность, эффективность) метода проверяется практикой, решением научно-практических задач. Признаками научного метода исследования обычно считают непредвзятость исследования, объективность, воспроизводимость. Другими словами, результат применения метода может быть подтверждён другим компетентным и непредвзятым исследователем.
Моделированием называется любой метод исследования, позволяющий получить информацию о некоторой системе (оригинале модели) путём изучения другой системы (модели).
Модель системы предназначена для того, чтобы заменить её в ходе исследования или выбора технического решения. Функции модели: исследование модели помогает понять структуру системы, характер и закономерности протекающих в ней процессов, предсказать её поведение, принять правильное техническое решение в ходе проектирования и разработки системы, выбрать оптимальный режим её эксплуатации.
КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ И ВИДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Классификацией называется любой метод исследования, в ходе применения которого объекты, выделенные в предметной области, распределяются по классам, семействам, разрядам, видам, группам в зависимости от их общих признаков. Примером может служить классификация живых организмов.
В настоящее время отсутствует общепринятая классификаций моделей и видов моделирования. Различают мысленное и реальное моделирование: в ходе мысленного моделирования субъект строит модель системы в своём сознании, реальная же модель существует в виде материального объекта. Графические модели используют графические образы объектов моделирования, на основе представлений человека о реальных объектах создаются наглядные модели, отображающие явления и процессы, протекающие в объекте - макеты, рисунки, фотографии и т. д.
Математическое моделирование ставит в соответствие реальной или воображаемой системе математические конструкции, это теоретический метод исследования. Все естественные и общественные науки, использующие математический аппарат, занимаются математическим моделированием: заменяют реальный или воображаемый объект его математической моделью и затем её изучают. Математическое моделирование является частным случаем символьного моделирования - описания системы с помощью какого-то языка.
Статическая модель характеризует состояние объекта в фиксированный момент времени, динамическая модель отражает изменение состояний объекта с течением времени. В дискретных динамических моделях состояния системы изменяются через определённые промежутки времени, в непрерывных динамических моделях изменение состояний системы происходит непрерывно. Детерминированные модели отображают детерминированные процессы: предполагается, что состояние модели в начальный момент времени однозначно определяет все последующие состояния, случайные воздействия на систему отсутствуют. Такие случайные воздействия учитывают стохастические модели.
Как правило, прямые экспериментальные исследования оригинала модели осложняются целым рядом факторов. К ним относятся слишком большие или слишком малые размеры системы, слишком быстрая (медленная) скорость процесса, высокая (низкая) температура, отсутствие оригинала модели (когда моделируемая система только проектируется). Основой натурного (физического) моделирования служат эмпирические методы исследования - наблюдение, измерение, эксперимент, они направлены на изучение чувственно воспринимаемых объектов. В ходе натурного моделирования процессы, протекающие в модели и её оригинале качественно однородны. Примерами натурного моделирования могут служить эксперименты с моделями самолётов в аэродинамических трубах и с моделями судов в опытовых бассейнах. Оно применяется в тех случаях, когда целью исследования является не выяснение общих физических закономерностей,а детальное изучение вполне конкретного протекающего в системе с определёнными геометрическими и физическими характеристиками при заданных режимных условиях.
При аналоговом моделировании физические процессы в модели и её оригинале качественно различны, однако между ними существует определённая аналогия (сходство). Например, постоянный электрический ток в проводнике можно представить с помощью течения жидкости по трубе. Физическая географическая карта является аналоговой моделью поверхности Земли, на ней с помощью цвета выделены особенности рельефа местности, кружочками обозначены населённые пункты и т. п.
РАЗМЕРНОСТЬ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ
Физическая величина
Каждая величина определяется в рамках соответствующей модели. Простейшей величиной является количество элементов множества. Примерами положительных скалярных величин служат длина, расстояние, площадь, объём, масса и т. п. Они отражают интенсивность свойств объектов и отношений между ними. Более или менее естественным образом на множестве значений физической величины определяются отношения 'равно', 'больше', 'меньше' и операция деления, результатом которой является положительное действительное число. Выбор какого-то значения в качестве единицы измерения устанавливает взаимно однозначное сооветствие между множеством значений величины и множеством положительных действительных чисел. Заряд является примером физической величины, которая может принимать как положительные, так и отрицательные значения.
Результат измерения значения величины x с помощью единицы измерения a можно представить в виде отношения X = x / a, где X - вещественное число. Если единицу измерения a увеличить в k раз, то значение результата измерения X уменьшится в k раз: если длина детали составляет 12 сантиметров и мы выбирем в качестве единицы измерения метр, то единица измерения увеличивается в 100 раз и численное выражение длины детали будет равно 0,12 метра – число 0,12 в 100 раз меньше, чем число 12.
Принцип абсолютности отношений: отношение X / Y результатов измерений любых двух значений одной и той же величины не зависит от выбора единицы измерения. Если длина детали A – 12 сантиметров, а длина детали B – 17 сантиметров, то отношение их длин 12 / 17 будет оставаться неизменным, в каких бы единицах мы не выражали эти длины.
Для каждой физической величины можно было бы установить единицу произвольно, независимо от единиц других величин. Однако это привело бы к появлению в формулах 'неудобных' числовых коэффициентов. Поэтому произвольно определяются только единицы небольшого числа величин. Эти единицы называются основными, а соответствующие величины - первичными. Единицы остальных (вторичных) величин - производные единицы - определяются с помощью формул, связывающих эти величины с первичными. При таком определении единиц измерения формулы принимают более простой вид, а совокупность единиц образует определённую систему.
Существует несколько систем, отличающихся выбором основных единиц измерений. Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам с 1 января 1982 г. в Советском Союзе введён ГОСТ 8.417-81 «Единицы физических величин». Согласно этому ГОСТу обязательному применению подлежат единицы Международной системы (СИ), а также десятичные кратные и дольные от них.
В качестве основных в СИ приняты семь единиц: длины - метр (обозначение м), массы - килограмм (кг), времени - секунда (с), силы электрического тока - ампер (А), термодинамической температуры - кельвин (К), силы света - кандела (кд), количества вещества - моль (моль).
Скорость равномерно движущегося тела равна отношению пройденного расстояния ко времени движения тела: v = s / t или v = s t-1. Пусть соотношение, связывающее вторичную величину w с первичными величинами x, y,..., z выглядит так: w = xa yb... zc , где a, b,...,c – вещественные числа (положительные или отрицательные), которые называются размерностями величины w относительно величин x, y,..., z соответственно. В том случае, когда первичная величина u не входит в формулу, определяющую величину w, размерность w относительно u равна 0. Если размерность вторичной величины w относительно первичной величины u равна r, то при увеличении единицы измерения величины u в k раз единица измерения величины w увеличивается в kr раз.
Пример. Размерность площади относительно длины равна 2, километр больше метра в 1000 раз, следовательно, квадратный километр в 1000000 раз больше квадратного метра.
Принята особая символическая форма записи размерностей вторичных величин. Обозначение вторичной величины заключают в прямые скобки, а символами первичных величин служат заглавные буквы: L – длина, M – масса, T – время, Θ (заглавная греческая буква 'тета' ) – термодинамическая температура, I – сила электрического тока, J – сила света, N – количество вещества. Размерность скорости будет равна L T-1 : [ скорость ] = L T-1. Ускорение равно отношению приращения скорости ко времени: [ускорение] = [ скорость] / [время] = L T-1 / T = L T-2 . В силу второго закона Ньютона сила равна произведению массы на ускорение, следовательно, [ сила ] = M L T-2 . Работа равна произведению силы на путь, значит, [ работа ] = M L2 T-2
ПОДОБИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Рассмотрим резервуар, к которому подключён насос, выкачивающий из него жидкость. Если в начальный момент времени в резервуаре было a кубических метров жидкости и насос выкачивает из него b кубических метров жидкости в секунду, то в момент времени t в резервуаре останется a – b t кубических меторв жидкости. В момент времени a / b насос выкачает всю воду из резервуара, поэтому объём жидкости v в резервуаре в момент времени t равен a – b t, когда t ≤ a / b и равен нулю, когда t > a / b.
Величины v и t являются переменными, их значения изменяются в процессе функционирования системы, состоящей из резервуара и насоса: объём жидкости в резервуаре v характеризует состояние системы в момент времени t. Значение величины b для данной системы остаётся неизменным, но может принимать другие значения при переходе к аналогичной системе. Такие величины называются параметрами системы. Точнее, параметром будет величина b, а Величина a является начальным значением, она задаёт состояние системы в начальный момент времени. Выполняя алгебраические операции над параметрами и начальными значениями, получают новые (расчётные) параметры. В нашей задаче отношение a / b (величина промежутка времени, в течение которого насос откачивает жидкость из резервуара) представляет собой расчётный параметр. Аналогичная система состоит из таких же компонентов (резервуара и насоса), они выполняют такие же функции (насос откачивает жидкость из резервуара), но значения параметров и начальных значений у неё могут быть другими.
Параметры системы следует отличать от постоянных величин (констант). Значение константы во всех аналогичных системах одно и то же. Длина окружности и её диаметр – это параметры окружности, а отношение длины окружности к её диаметру – число 'пи' – постоянная величина. Эта величина является безразмерной. Размерности безразмерных вторичных величин относительно любых первичных величин нулевые, значения безразмерных вторичных величин не зависят от выбора единиц измерения.
Определим размерности используемых величин: , [ a ] = [объём], [ b ] = [объём] / [время], [ v ] = [объём], [ t ] = [время]. Таким образом, нам требуются лишь две единицы измерения – объёма и времени. Ими могут служить не только кубические метры и секунды. Размерность величины a совпадает с размерностью объёма, размерность b – отношение объёма ко времени, следовательно, размерностью частного a / b является время. Будем использовать значения параметров a и a / b в качестве новых единиц измерения объёма и времени соответственно. Чтобы найти значение физической величины в новой системе единиц измерения, делим её значение в исходной системе единиц измерения на значение новой единицы в исходной системе единиц измерения. Значения объёма V и времени T в новой системе единиц измерения, связанной с задачей, выражаются через значения объёма v и времени t в исходной системе единиц измерения с помощью формул:
V = v / a, T = t / ( b / a ) = t b / a
Здесь буква 'T' обозначает не символ размерности времени, а значение момента времени в системе единиц измерения, связанных с задачей; обратно:
v = V a, t = T a / b .
Подставим в формулу, выражающую зависимость объёма жидкости в резервуаре от времени вместо величин v, t их выражения через V, T объём жидкости v = V a в резервуаре в момент времени t = T a / b равен a – b T a / b, когда T a / b <= a / b и равен нулю, когда T a / b > a / b:
V a = a – b T a / b, когда T a / b <= a / b V a = 0, когда T a / b > a / b:
Выполнив сокращения, получим: V = 1 – T, когда T < = 1 и V = 0, когда T > 1.
Пусть в аналогичной системе насос выкачивает из другого резервуара b', кубических метров жидкости в секунду и в начальный момент времени в этом резервуаре было a' кубических метров жидкости. Единицами измерения объёма и времени во второй системе единиц измерения, связанной с задачей, будут величины a' и a' / b'. В момент времени t в первом резервуаре находилось v кубических метров жидкости, в системе единиц измерения, связанной с задачей, это количество равно V , V = v / a, T = t b / a. Формулы, определяющие изменение количества жидкости в системах единиц измерения, связанных с задачей, для двух резервуаров одинаковы, следовательно, в момент времени T = t b / a во второй системе единиц измерения, связанной с задачей, количество жидкости во втором резервуаре равно тому же самому значению V. Для второго резервуара связь между значениями величин в исходной системе единиц измерения и в системе единиц измерения, связанных с задачей, выглядит так:
V = v' / a' T = t' b' / a';
v' = V a' t' = T a' / b', ,
поэтому в момент времени t' = T a' / b' = t a' b / ( a b' ) количество жидкости во втором резервуаре будет равно V a' = v a' / a. Моменты времени t и t a' b / ( a b' ) называются соответствующими. Мы доказали, что количество жидкости во втором резервуаре в момент времени t', соответствующий моменту времени t, получается умножением количества жидкости в первом резервуаре в момент времени t на постоянный коэффициент a' / a. Переход от величины объёма v, характеризующей состояние первого резервуара в произвольный момент времени t, к величине v', характеризующей состояние второго резервуара в соответствующий момент времени, можно представить в таком виде:
v →V = v / a → v' = V a' = v a' / a.
t → T = t b / a → t' = T a' / b' = t a' b / ( a b' )
Качественно однородные физические процессы, протекающие в двух системах, называются подобными, если значения физических величин в соответствующих точках систем в соответствующие моменты времени пропорциональны, причём коэффициенты пропорциональности не зависят от времени. Для определения соответствующих точек систем и соответствующих моментов времени переходят от исходной системы единиц измерения к системам единиц измерения, связанным с задачей. Если уравнения, описывающие протекание процессов в обеих системах в при таком переходе становятся одинаковыми, то соответствующими точками будут те точки, координаты которых в системах единиц измерения, связанных с задачей, совпадают; аналогично устанавливается соответствие между моментами времени.
Рассмотрим следующую задачу. Из пунктов A, B, расстояние между которыми равно d км одновременно выходят два туриста и начинают двигаться навстречу друг другу, первый турист идёт со скоростью u км/час, второй турист идёт со скоростью v км/час. Требуется определить зависимость расстояния между туристами от времени.
Положение туриста в момент времени t будем описывать с помощью величины, равной расстоянию туриста от пункта A со знаком плюс, если турист находится с той стороны пункта A, где располагается пункт B и со знаком минус, если турист и пункт B находятся по разные стороны от пункта A. Тогда положение первого туриста в момент времени t равно u t, положение второго туриста в момент времени t равно d – v t, а расстояние между ними равно абсолютной величине разности этих значений: s = | u t - ( d – v t ) | = | ( u + v ) t – d |
Размерностью величин d, s служит длина, размерностью t – время, размерность u и v равна отношению длины ко времени. Для измерения этих величин нам потребуется лишь две единицы измерения – единицы длины и времени. В качестве 'естественной' единицы длины, связанной с задачей, можно взять расстояние d между пунктами A, B, а в качестве единицы измерения времени – одно из отношений d / u, d / v. Будем измерять время с помощью величины d / u:
S = s / d, T = t u / d
s = S d, t = T d / u
Тогда в системе единиц измерения, связанной с задачей, в момент времени t = T d / u ( t в часах) расстояние между туристами равно | ( u + v ) T d / u - d | километров, в системе единиц измерений, связанных с задачей оно равно
| ( u + v ) T d / u - d | / d
или
| ( 1 + v / u ) T - 1 |.
Теперь уравнение
S = | ( 1 + v / u ) T - 1 |,
выражающее связь между переменными величинами в системе единиц измерения, связанных с задачей, содержит расчётный параметр v / u – отношение скоростей. Следовательно, в подобной системе отношение скоростей движения туристов должно быть таким же, как в данной системе.
В общем случае система характеризуется набором n параметров, причём размерности k из них взаимно независимы, т. е. размерность одного из них нельзя получить из размерностей остальных с помощью операций умножения и деления. Тогда с помощью этих же операций из параметров системы можно составить n – k взаимно независимых безразмерных параметров, которые называются критериями подобия (взаимная независимость параметров означает, что между ними нет функциональной зависимости, которая сохранялась бы во всех аналогичных системах). Это утверждение называется П-теоремой (читается 'пи теорема').
Для того, чтобы рассчитать характеристики проектируемой технической системы, выполнить её компьютерное моделирование, надо построить её математическую модель. Однако, функционирование реальной технической системы, как правило, не удаётся адекватно описать с помощью системы уравнений. Тогда прибегают к натурному или полунатурному моделированию. Для того, чтобы результаты, полученные в ходе исследования можно было перенести на систему-оригинал модели, процессы протекающие в модели и в её оригинале должны быть подобными. Признаком подобия модели и её оригинала служат равенства соответствующих критериев подобия. Результаты исследования модели представляют в системе единиц измерения, связанных с задачей, в этой системе единиц измерения значения величин для модели и её оригинала должны быть одинаковыми. Чтобы получить значения величин для оригинала модели, надо выполнить переход в ту систему единиц измерения, в которой заданы исходные величины.
ЭТАПЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Как правило, процесс достижения какой-либо цели делится на этапы. Для каждого этапа следует чётко сформулировать задачи, которые должны быть решены, определить требующиеся исходные данные, инструменты, материалы, средства оценки полученных результатов. Это позволяет эффективно использовать ресурсы и контролировать ход выполнения работ.
На первом этапе моделирования (стадии макропроектирования модели, этапе постановки задачи) моделируемая система отделяется от внешней среды, формулируются цели моделирования, требования, предъявляемые к модели, выбирается метод моделирования и критерии, позволяющие оценить её адекватность.
На втором этапе (стадии микропроектирования) существенные характеристики оригинала модели отделяются от несущественных и формулируются общие законы, которым подчиняются процессы, протекающие в моделируемой системе.
Дальнейшие действия в значительной степени зависит
от конкретного метода моделирования. На третьем этапе математического моделирования выбирают подходящие математические конструкции, строят модель и формулируют математическую задачу. Математической моделью может быть система уравнений, описывающая процессы, протекающие в исследуемой системе, а математической задачей - решение этой систем.
На четвёртом этапе математического моделирования решают поставленную математическую задачу. Обычно существует несколько путей её решения. В этом случае для каждого способа надо оценить соотношение качества результата, который будет получен,и объём требуемых ресурсов (стоимость программного и аппаратного обеспечения, затраты времени, заработную плату исполнителей и т. п.) и выбрать оптимальный.
На пятом этапе моделирования определяют, насколько ответ задачи согласуется с данными, полученными в ходе экспериментов и выполняют корректировку модели.
На шестом этапе осуществляется перенос результатов исследования модели на её оригинал. Седьмой этап - принятие соответствующих технических решений
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт кибернетики, информатики и связи
Кафедра кибернетических систем
Ковалёв П. И.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ»
ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа представляет собой целостное законченное произведение, а не компиляцию, составленную из отрывков опубликованных произведений других авторов. Не допускается плагиат или литературное воровство, когда автор курсовой работы выдаёт чужое произведение за своё. Все заимствования должны оформляться в виде цитат: они заключаться в кавычки и снабжаться ссылкой на источник. Пересказ чужого текста также завершается ссылкой на источник.
Оглавление раскрывает структуру работы, его основной ряд – её внутренние заголовки. Термин «Содержание» раскрывает состав издания, его основной ряд – заголовки произведений, входящих в издание (сборник научных трудов, материалы и тезисы докладов конференций и т. п.).
Введением называется вступительная часть основного текста произведения, которая знакомит с сущностью темы, характеризует цель работы, метод и т. п. Оно может включать краткий исторический очерк, Введение следует отличать от предисловия. Введение является частью произведения, а предисловие – вводная часть аппарата произведения (наряду с аннотацией, рефератом, примечаниями). Введение пишет автор, а предисловие может написать не только автор, но и рецензент или редактор. Как правило, предисловия – содержит общую характеристику произведения.
Заключение содержит обобщение информации, изложенной в основной части работы и краткую характеристику основных нерешённых проблем.
СТРУКТУРА КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Цель работы.
Задание.
Оглавление.
Введение.
Исследование математической модели простого технологического процесса.
Анализ технической системы.
Анализ технической системы, связанной с профессиональной деятельностью.
Контрольная работа: объяснение природного явления (смены времён года).
Решите одну из следующих задач (номер задачи должен совпадать с последней цифрой номера зачётной книжки). Текст решения задачи оформите в соответствии с приведённым образцом (предупреждение: при конвертировании текста из одного формата в другой может происходить некорректное отображение индексов). Целью первой самостоятельной работы является входной контроль. Студенты должны решить несколько алгебраических задач. Цель занятий — развитие навыков работы с формулами. Особое внимание уделяется правильному оформлению решения, выделению его основных этапов, грамотному обоснованию отдельных шагов.
Образец оформления решения задачи
Задача 1. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, t – положительные вещественные числа. Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
1.1. Дано
1.1.1. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости.
1.1.2. В момент времени b включили насос
1.1.3. Насос выкачивал из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости.
1.1.4. Когда в резервуаре не осталось жидкости, оба насоса выключили.
1.2. Определить: количество жидкости в резервуаре в момент времени t.
1.3. Примечание: a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа.
1.4. Дополнительное задание
1.4.1. Построить график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени;
1.4.2. Указать на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
2. Анализ системы
2.1. Описание системы и протекающего в ней процесса. Компонентами системы служат резервуар, насос, жидкость; насос выкачивает жидкость из резервуара. Состояние системы в момент времени t характеризуется скалярной величиной v ( t ) - количеством жидкости в резервуаре в момент времени t.
2.2. Физический закон, которому подчиняется процесс, протекающий в системе. Если в течение интервала времени, содержащего моменты t и τ, насос выкачивал из резервуара q кубических метров жидкости в секунду то
( v ( t ) - v ( τ ) ) / ( t - τ ) = - q,
v ( t ) = v ( τ ) - q ( t - τ ),
2.3. Режим функционирования системы изменяется в следующие моменты времени:
t1 – момент включения насоса;
t2 – момент выключения насоса.
Добавим к ним момент начала наблюдений t0 = 0.
В течение интервала времени между моментами ti и ti+1 режим работы системы не меняется, следовательно, когда ti ≤ t ≤ ti+1
2.4.1. v ( ti+1 ) = v ( ti ) - q ( ti+1 - ti );
2.4.2. v ( t ) = v ( ti ) - q ( t - ti );
t0 = 0, v ( t0 ) = a;
используя условие задачи и формулу 2.4.1 находим значения t1, v ( t1 ), t2, v ( t2 ), затем применяем 2.4.2;
если t > t2, то q = 0 и v ( t ) = v ( t2 ).
3.1. Интервал [ t0, t1 ]: t0 = 0, v ( t0 ) = a, q = 0, t1 = b, когда 0 ≤ t ≤ b v ( t ) = a.
3.2. Интервал [ t1, t2 ]: t1 = b, v ( t1 ) = a, q = c,
v ( t2 ) = v ( b ) - c ( t2 – b) = a - c ( t2 - b ),
с другой стороны, v ( t2 ) = 0,
a - c ( t2 - b ) = 0,
t2 = b + a / c;
когда b ≤ t ≤ b + a / c v ( t ) = a - c ( t - b ).
3.3. Когда t > b + a / c v ( t ) = 0.
4. Ответ:
v ( t ) = a, когда 0 ≤ t ≤ b
v ( t ) = a - c ( t - b ), когда b ≤ t ≤ b + a / c
v ( t ) = 0, когда t > b + a / c.
Задача 2. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. После того, как он проработал d секунд, к резервуару подсоединили ещё один насос, который стал выкачивать из резервуара f кубических метров жидкости в секунду. Когда в резервуаре не осталось жидкости, оба насоса выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 3. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. В момент времени d насос вышел из строя и его ремонт продолжался f секунд, затем его снова включили. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 4. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда он выкачал из резервуара d кубических метров жидкости, к резервуару подсоединили ещё один насос, который стал выкачивать из резервуара f кубических метров жидкости в секунду. После того, как резервуар опустел, оба насоса выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы..
Задача 5. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда в резервуаре осталось d кубических метров жидкости, к нему подсоединили ещё один насос, который стал выкачивать из резервуара f кубических метров жидкости в секунду. После того, как резервуар опустел, оба насоса выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 6. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда насос выкачал d кубических метров жидкости, он вышел из строя и его ремонт продолжался f секунд, затем его снова включили. После того, как в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 7. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда в резервуаре осталось d кубических метров жидкости, насос вышел из строя и его ремонт продолжался f секунд, затем его снова включили. После того, как резервуар опустел, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 8. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. В момент времени d произошёл сбой, и насос стал выкачивать f кубических метров жидкости в секунду. Когда резервуар опустел, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 9. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Через d секунд после включения насоса произошёл сбой, и насос стал выкачивать f кубических метров жидкости в секунду. Когда резервуар опустел, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 10. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда насос выкачал из резервуара d кубических метров жидкости, произошёл сбой, и насос стал выкачивать f кубических метров жидкости в секунду. После того, как резервуар опустел, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 11. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда в резервуаре осталось d кубических метров жидкости, произошёл сбой, и насос стал выкачивать f кубических метров жидкости в секунду. После того, как резервуар опустел, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 12. Объём резервуара составляет a кубических метров. В начальный момент времени в резервуаре находилось b кубических метров жидкости. В момент времени c включили насос, который стал накачивать в резервуар d кубических метров жидкости в час. Когда резервуар был заполнен жидкостью, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 13. Объём резервуара составляет a кубических метров. В начальный момент времени в резервуаре находилось b кубических метров жидкости. В момент времени c включили насос, который стал накачивать в резервуар d кубических метров жидкости в час. В момент времени f насос вышел из строя. Через g часов насос был отремонтирован и его снова включили. Когда резервуар был заполнен жидкостью, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, g, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, g, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 14. Объём резервуара составляет a кубических метров. В начальный момент времени в резервуаре находилось b кубических метров жидкости. В момент времени c включили насос, который стал накачивать в резервуар d кубических метров жидкости в час. В момент времени f насос вышел из строя. К моменту времени g насос был отремонтирован и его снова включили. Когда резервуар был заполнен жидкостью, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, g, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, g, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 15. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос. За c часов работы он выкачал всю жидкость из резервуара и его выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, t - положительные вещественные числа. Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 16. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос. К моменту времени c он выкачал всю жидкость из резервуара и его выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, g, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 17. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос; за c часов работы насос выкачал из резервуара d кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 18. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос; через c часов после включения насоса в резервуаре осталось d кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 19. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, который за c часов выкачал из резервуара d кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 20. В начальный момент времени, в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос; после того, как он проработал c часов, в резервуаре осталось d кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 21. В начальный момент времени, в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос и к моменту времени c в резервуаре осталось d кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 22. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, выкачает поршневой насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости. Однако к резервуару подключили центробежный насос, выкачивающий из него b кубических метров жидкости в час, так что за c часов до намеченного ранее срока завершения работы в резервуаре оставалось d кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть в резервуаре в момент времени t согласно плану и реальное количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение d).
Задача 23. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, выкачает поршневой насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости. Однако к резервуару подключили центробежный насос, выкачивающий из него b кубических метров жидкости в час, так что за c часов до намеченного ранее срока завершения работы из резервуара было выкачано d кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть в резервуаре в момент времени t согласно плану и реальное количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение d).
Задача 24. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, выкачает центробежный насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости. Однако к резервуару подключили поршневой насос, выкачивающий из него b кубических метров жидкости в час, так что через c часов после намеченного ранее срока завершения работы в резервуаре оставалось d кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть в резервуаре в момент времени t согласно плану и реальное количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение d).
Задача 25. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, выкачает центробежный насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости. Однако к резервуару подключили поршневой насос, выкачивающий из него b кубических метров жидкости в час, так что через c часов после намеченного ранее срока завершения работы из резервуара выкачали d кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть в резервуаре в момент времени t согласно плану и реальное количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение d).
Задача 26. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, выкачает насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости. Однако после того, как насос проработал b часов, к резервуару подключили ещё один насос, выкачивающий из него c кубических метров жидкости в час, так что за d часов до намеченного ранее срока завершения работы в резервуаре оставалось f кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, оба насоса выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть в резервуаре в момент времени t согласно плану и реальное количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение f).
Задача 27. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, выкачает насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости. Однако после того, как насос проработал b часов, к резервуару подключили ещё один насос, выкачивающий из него c кубических метров жидкости в час, так что за d часов до намеченного ранее срока завершения работы из резервуара было выкачано f кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, оба насоса выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть в резервуаре в момент времени t согласно плану и реальное количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение f).
Задача 28. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, начнёт выкачать насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости, и после того, как он проработает b часов, к резервуару подключат ещё один насос, выкачивающий из него c кубических метров жидкости в час. Однако второй насос не был подключён, так что за d часов до намеченного ранее срока завершения работы в резервуаре оставалось f кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть в резервуаре в момент времени t согласно плану и реальное количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение f).
Задача 29. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, начнёт выкачать насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости, и после того, как он проработает b часов, к резервуару подключат ещё один насос, выкачивающий из него c кубических метров жидкости в час. Однако второй насос не был подключён, так что через d часов после намеченного ранее срока завершения работы в резервуаре оставалось f кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть в резервуаре в момент времени t согласно плану и реальное количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение f).
Задача 30. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, начнёт выкачать насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости, и после того, как он проработает b часов, к резервуару подключат ещё один насос, выкачивающий из него c кубических метров жидкости в час. Однако второй насос не был подключён, так что за d часов до намеченного ранее срока завершения работы из резервуара было выкачано f кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть в резервуаре в момент времени t согласно плану и реальное количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение f).
Задача 31. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, начнёт выкачать насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости, и после того, как он проработает b часов, к резервуару подключат ещё один насос, выкачивающий из него c кубических метров жидкости в час. Однако второй насос не был подключён, так что через d часов после намеченного ранее срока завершения работы из резервуара было выкачано f кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть в резервуаре в момент времени t согласно плану и реальное количество жидкости в резервуаре в момент времени t; a, b, c, d, f, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение f).
Задача 32. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. В момент времени d к резервуару подсоединили ещё один насос, который стал выкачивать из резервуара f кубических метров жидкости в секунду. Когда в резервуаре не осталось жидкости, оба насоса выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 33. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. После того, как он проработал d секунд, к резервуару подсоединили ещё один насос, который стал выкачивать из резервуара f кубических метров жидкости в секунду. Когда в резервуаре не осталось жидкости, оба насоса выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 34. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. В момент времени d насос вышел из строя и его ремонт продолжался f секунд, затем его снова включили. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 35. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда он выкачал из резервуара d кубических метров жидкости, к резервуару подсоединили ещё один насос, который стал выкачивать из резервуара f кубических метров жидкости в секунду. После того, как резервуар опустел, оба насоса выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы..
Задача 36. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда в резервуаре осталось d кубических метров жидкости, к нему подсоединили ещё один насос, который стал выкачивать из резервуара f кубических метров жидкости в секунду. После того, как резервуар опустел, оба насоса выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 37. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда насос выкачал d кубических метров жидкости, он вышел из строя и его ремонт продолжался f секунд, затем его снова включили. После того, как в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 38. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда в резервуаре осталось d кубических метров жидкости, насос вышел из строя и его ремонт продолжался f секунд, затем его снова включили. После того, как резервуар опустел, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 39. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. В момент времени d произошёл сбой, и насос стал выкачивать f кубических метров жидкости в секунду. Когда резервуар опустел, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 40. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Через d секунд после включения насоса произошёл сбой, и насос стал выкачивать f кубических метров жидкости в секунду. Когда резервуар опустел, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 41. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда насос выкачал из резервуара d кубических метров жидкости, произошёл сбой, и насос стал выкачивать f кубических метров жидкости в секунду. После того, как резервуар опустел, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 42. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда в резервуаре осталось d кубических метров жидкости, произошёл сбой, и насос стал выкачивать f кубических метров жидкости в секунду. После того, как резервуар опустел, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t – положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 43. Объём резервуара составляет a кубических метров. В начальный момент времени в резервуаре находилось b кубических метров жидкости. В момент времени c включили насос, который стал накачивать в резервуар d кубических метров жидкости в час. Когда резервуар был заполнен жидкостью, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 44. Объём резервуара составляет a кубических метров. В начальный момент времени в резервуаре находилось b кубических метров жидкости. В момент времени c включили насос, который стал накачивать в резервуар d кубических метров жидкости в час. В момент времени f насос вышел из строя. Через g часов насос был отремонтирован и его снова включили. Когда резервуар был заполнен жидкостью, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, g, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, g, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 45. Объём резервуара составляет a кубических метров. В начальный момент времени в резервуаре находилось b кубических метров жидкости. В момент времени c включили насос, который стал накачивать в резервуар d кубических метров жидкости в час. В момент времени f насос вышел из строя. К моменту времени g насос был отремонтирован и его снова включили. Когда резервуар был заполнен жидкостью, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, g, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, g, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 46. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос. За c часов работы он выкачал всю жидкость из резервуара и его выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, t - положительные вещественные числа. Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 47. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос. К моменту времени c он выкачал всю жидкость из резервуара и его выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, g, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 48. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос; за c часов работы насос выкачал из резервуара d кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 49. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос; через c часов после включения насоса в резервуаре осталось d кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 50. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, который за c часов выкачал из резервуара d кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 51. В начальный момент времени, в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос; после того, как он проработал c часов, в резервуаре осталось d кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 52. В начальный момент времени, в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос и к моменту времени c в резервуаре осталось d кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите, какое количество жидкости было выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Задача 53. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, выкачает поршневой насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости. Однако к резервуару подключили центробежный насос, выкачивающий из него b кубических метров жидкости в час, так что за c часов до намеченного ранее срока завершения работы в резервуаре оставалось d кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть выкачано из резервуара к моменту времени t согласно плану и реальное количество жидкости, выкачанное из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение d).
Задача 54. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, выкачает поршневой насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости. Однако к резервуару подключили центробежный насос, выкачивающий из него b кубических метров жидкости в час, так что за c часов до намеченного ранее срока завершения работы из резервуара было выкачано d кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть выкачано из резервуара к моменту времени t согласно плану и реальное количество жидкости, выкачанное из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение d).
Задача 55. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, выкачает центробежный насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости. Однако к резервуару подключили поршневой насос, выкачивающий из него b кубических метров жидкости в час, так что через c часов после намеченного ранее срока завершения работы в резервуаре оставалось d кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть выкачано из резервуара к моменту времени t согласно плану и реальное количество жидкости, выкачанное из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение d).
Задача 56. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, выкачает центробежный насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости. Однако к резервуару подключили поршневой насос, выкачивающий из него b кубических метров жидкости в час, так что через c часов после намеченного ранее срока завершения работы из резервуара выкачали d кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть выкачано из резервуара к моменту времени t согласно плану и реальное количество жидкости, выкачанное из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение d).
Задача 57. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, выкачает насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости. Однако после того, как насос проработал b часов, к резервуару подключили ещё один насос, выкачивающий из него c кубических метров жидкости в час, так что за d часов до намеченного ранее срока завершения работы в резервуаре оставалось f кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, оба насоса выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть выкачано из резервуара к моменту времени t согласно плану и реальное количество жидкости, выкачанное из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение f).
Задача 58. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, выкачает насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости. Однако после того, как насос проработал b часов, к резервуару подключили ещё один насос, выкачивающий из него c кубических метров жидкости в час, так что за d часов до намеченного ранее срока завершения работы из резервуара было выкачано f кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, оба насоса выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть выкачано из резервуара к моменту времени t согласно плану и реальное количество жидкости, выкачанное из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение f).
Задача 59. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, начнёт выкачать насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости, и после того, как он проработает b часов, к резервуару подключат ещё один насос, выкачивающий из него c кубических метров жидкости в час. Однако второй насос не был подключён, так что за d часов до намеченного ранее срока завершения работы в резервуаре оставалось f кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть выкачано из резервуара к моменту времени t согласно плану и реальное количество жидкости, выкачанное из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение f).
Задача 60. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, начнёт выкачать насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости, и после того, как он проработает b часов, к резервуару подключат ещё один насос, выкачивающий из него c кубических метров жидкости в час. Однако второй насос не был подключён, так что через d часов после намеченного ранее срока завершения работы в резервуаре оставалось f кубических метров жидкости. Когда из резервуара была выкачана вся жидкость, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть выкачано из резервуара к моменту времени t согласно плану и реальное количество жидкости, выкачанное из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение f).
Задача 61. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, начнёт выкачать насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости, и после того, как он проработает b часов, к резервуару подключат ещё один насос, выкачивающий из него c кубических метров жидкости в час. Однако второй насос не был подключён, так что за d часов до намеченного ранее срока завершения работы из резервуара было выкачано f кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть выкачано из резервуара к моменту времени t согласно плану и реальное количество жидкости, выкачанное из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение f).
Задача 62. Предполагалось, что жидкость, содержащуюся в резервуаре, начнёт выкачать насос, который за час выкачивает a кубических метров жидкости, и после того, как он проработает b часов, к резервуару подключат ещё один насос, выкачивающий из него c кубических метров жидкости в час. Однако второй насос не был подключён, так что через d часов после намеченного ранее срока завершения работы из резервуара было выкачано f кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть выкачано из резервуара к моменту времени t согласно плану и реальное количество жидкости, выкачанное из резервуара к моменту времени t; a, b, c, d, f, t - положительные вещественные числа. Какому дополнительному условию должны удовлетворять числа a, b, c, d, f, t ? Постройте график изменения количества жидкости, выкачиваемой из резервуара, с течением времени (согласно плану и реально). Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы, а также момент наблюдения (когда было зафиксировано значение f).
Задача 63. В начальный момент времени в резервуаре находилось a кубических метров жидкости. В момент времени b включили насос, выкачивающий из резервуара каждую секунду c кубических метров жидкости. Когда в резервуаре не осталось жидкости, насос выключили. Определите количество жидкости, которое должно быть выкачано из резервуара к моменту времени t; a, b, c, t – положительные вещественные числа. Постройте график изменения количества жидкости в резервуаре с течением времени. Укажите на графике координаты всех точек, в которых происходит изменение режима функционирования системы.
Следующие примеры автоматических систем заимствованы из книг:
1. Гармаш И. И. Занимательная автоматика.- Киев: Радянська школа, 1982.- 168 с.
Задание
В каждом из приведённых ниже отрывков рассказывается о некоторой автоматической системе. Составьте описания назначения, структуры и принципа действия этих автоматических систем, нарисуйте соответствующие схемы.
Рекомендуемый план описания технической системы
Наименование системы (полное наименование, краткое наименование, торговая марка)
Источники информации о системе (учебник, статья, стандарт, технический паспорт, технический регламент, руководство пользователя, рекламный проспект, информационный ресурс сети Интернет и т. п.)
Область применения (промышленность, энергетика, сельское хозяйство, медицина, транспорт, добыча полезных ископаемых, связь, обработка информации, оборона и т. п.)
Назначение системы
Структура системы (перечень её подсистем, компонентов, функций компонентов и подсистем, их связей друг с другом и с внешний средой)
Принцип действия системы, протекающие в ней процессы.
Физические явления, которые используются в системе, их закономерности.
Величины, характеризующие состояние системы в произвольный момент времени, их размерности и единицы измерения, диапазоны значений
Параметры системы, их размерности и единицы измерения, диапазоны значений
Величины, характеризующие начальное состояние системы, их размерности и единицы измерения, диапазоны значений
Величины, характеризующие граничные условия, их размерности и единицы измерения, диапазоны значений
Оценка эффективности функционирования системы.
1. Человек издавна пытался использовать автомат для решения практических задач. Так, в числе первых нашли применение механические устройства, которые устанавливались на водяных и ветряных мельницах. Принцип действия их чрезвычайно прост:
Зерно поступает на жёрнов по наклонному желобу, угол наклона которого выбран таким, что в спокойном состоянии зерно оставалось неподвижным, но стоило лишь слегка толкнуть жёлоб, как некоторое количество зерна ссыпалось на жёрнов. Для этого на оси жёрнова закрепляли шестигранник, который при вращении задавал ребрами желоб, встряхивая его и заставляя ссыпаться зерно, чем быстрее вращался жёрнов ,тем чаще шестигранник встряхивал желоб и тем больше зерна поступало для помола. Таким образом автоматически поддерживалась необходимая зависимость между количеством поступавшего зерна и скорость вращения жёрнова[2, стр.12-13]
2. Автоматы применялись в Александрийском храме, где с их помощью жрецы творили "чудеса" Рассмотрим устройство одного из таких автоматов, который предназначался для продажи "целебной" воды... В щель крышки ящика для сбора пожертвований опускалась монета, которая, попадая на площадку коромысла, наклоняла его, а затем соскальзывала в лоток. При наклоне коромысла поднимался связанный с ним стержень, клапан открывался и вода из сосуда вытекала по трубке наружу. После того, как монета упала на дно лотка, стержень занимал свое первоначальное положение и подача воды прекращалась. Автомат был рассчитан на монету, весившую около 18 г.[1, стр 11-12]
3. Знаете ли вы, что отсчет пути, пройденного экипажем, производили автоматические счетчики еще во второй половине I в. до н.э.? Именно в то время зародился принцип отсчета пути, который широко используется и в современных приборах для подсчета количества штучной промышленной продукции, в спидометрах автомобилей и т.д.
Такой счетчик назывался годометром. Вращательное движение от оси 1 экипажа передавалось зубчатой передачей горизонтально расположенному колесу 3, в котором были отверстия, заполненные шариками 2. Проехал экипаж определенное расстояние - шарик выпадал из отверстия колеса и скатывался по желобу 4 в сборник 5 и по числу шариков в сборнике определяли общее расстояние.
Годометр отсчитывал небольшие отрезки пути. Для измерения больших расстояний требовалась частая перезарядка колеса шариками. [2, стр.12-13]
4. Двадцать веков тому назад в богатых домах считалась украшением лампа с фигурками зверей и птиц, эта лампа примечательна не только красотой, но и автоматическим устройством подачи фитиля. В ней не требовалось периодически подавать фитиль в светильник, как это делали в керосиновых лампах еще в начале нашего века. Устройство внутри лампы выполняло это без участия человека, то есть автоматически. При израсходовании масла уровень его в лампе понижался, и поплавок 1 опускался. Зубчатый стержень 2 , связанный с поплавком, перемещаясь по направляющим 3, заставлял повернуться зубчатое колесо 4. Поворачиваясь, зубчатое колесо перемещало зубчатую дугообразную, обмотанную фитилем рейку 5, расположенную на дне лампы - и фитиль подавался в светильник.
Так впервые в истории автоматики была применена пара - зубчатое колесо и рейка. Поплавок - чувствительный элемент; зубчатое колесо и рейка - исполнительные механизмы. [1,стр. 13-14]
5. Водяные часы, которыми пользовались 2000 лет назад в Вавилоне, состояли из сосудов 1,2, 3, глиняного горшка 4, перекинутого вверх дном и плавающего на воде поплавка 6 со стрелкой и шкалы. Постоянный уровень воды в сосуде 2 поддерживался автоматически: горшок 4 плавал и регулировал количество воды, вытекающей из сосуда 3. Когда в сосуде 2 уровень воды повышался, горшок, поднимаясь, закрывал отверстие в сосуде 3. Если уровень в сосуде 2 уменьшался, горшок приоткрывал отверстие в сосуде 3, и вода выливалась. Из сосуда 2 через выпускное отверстие 5 в сосуд 1 за одинаковые промежутки времени вытекало одинаковое количество воды, например, ведро в час. Уровень воды в сосуде 1 поднимался, и стрелка, укрепленная на поплавке 6, передвигалась на одно деление.
Горшок, как и поплавок, воспринимал изменение уровня воды, то есть являлся чувствительным элементом. Своей конической частью он изменял приток воды - выполнял функции исполнительного механизма и регулирующего стана.[1, стр.18-19]
6. Электромагнитное реле состоит из электромагнита 1,подвижного якоря 2 и контактной группы 3.При возрастании входного напряжения Uвх до определённого значения в обмотке электромагнита 1 возникает магнитное поле, которое притягивает подвижной якорь 2. Подвижной контакт а соединяется с неподвижным контактом б, то есть замыкает цепь, в которую включён электродвигатель, сигнальная лампочка или другое устройство. Вначале выходной сигнал Uвых равен нулю, а при замыкании контактов а и б он скачкообразно достигает максимального значения. При снятии входного сигнала Uвх якорь 2 под действием пружины возвращается в прежнее положение, и контакты размыкаются...
Реле широко применяют в технике... Они могут соединять и размыкать не только электрические, но и пневматические и гидравлические цепи. Отсюда их названия: электрические, пневматические и гидравлические реле.[1,стр.38-39]
7. Однажды хитрой монете захотелось воспользоваться услугами автомата для продажи газированной воды. Вначале монета прошмыгнула в приемник - щель. Чтобы пройти его, достаточно иметь определенные диаметр и толщину. Дальше ее ожидало другое испытание - контроль формы. Круглые монеты свободно скатываются по наклонной плоскости монетопровода 2...
Впереди еще проверка: соответствует ли наши монеты ее диаметру. Скатившись по монетопроводу, монета попадает на площадку 4, которая не повернется вокруг своей опоры 5, если масса и размеры ее не соответствуют массе настоящей монеты, т.к. вращающий момент, созданный левой частью площадки и весом фальшивой монеты, будет меньше момента, созданного правой частью площадки. При этом монета удаляется из автомата.
Хитрая монета умудрилась проскочить между контрольными упорами 1и 3. Провернула площадку в левую сторону и проследовала дальше.
Скатившись по монетопроводу, монета оказалась в зоне действия магнитного поля электромагнита. Вихревые токи монеты начали взаимодействовать с магнитным полем электромагнита. Образуется выталкивающая сила. Поскольку каждый сплавимеет определённую электропроводимость, то для каждого сплава свойственна и определённая выталкивающая сила.
Настоящая монета выталкивается магнитом и падает на наковальню 7. Обладая определенными упругими свойствами, она отскакивает от наковальни по монетопроводу с траекторией C и подаёт командный импульс исполнительному механизму, который наливает воду в стакан.
На наковальне 7 монета контролируется на упруготь. Изготовленные из разных сплавов монеты имеют и различные упругие свойства, т.е. даже имея одинаковый вес, монеты отскакивают от наковальни по разной траектории.
Хитрая монета и не подозревала, что имеет электропроводимость, отличающуюся от электропроводимости настоящей монеты, и поэтому электромагнит вытолкнул её с малой силой. Попав на наковальню, она не прошла контроля упругости и упала в жёлоб, который удалил её из автомата. Хитрая монета не выдержала последних испытаний, потому что была фальшивой. [1, стр.48-50].
8. Самосвал въехал на весовую площадку, из кабины вышел водитель. Подошел к электронно-вычислительной машине, вставил в неё перфокарту - открылось разгрузочное отверстие 9, и через 2-3 минуты кузов самосвала наполнился бетоном
Управляют работой всего оборудования автоматические устройства. Они, получив команду от вычислительной машины, согласно программе, открывают воронки 2, включают транспортеры 3 и 4, поворотную голову 5, дозаторы 7, 13, 14, открывают вентили подачи воды и добавок, включают и выключают смеситель. Наполнение и опорожнение бункеров I,II,III происходит автоматически. Как только щебня или песка в бункере I или II станет мало, автомат включает в работу транспортеры 3 и 4, а при наполнении бункеров выключает. Если в бункере III мало цемента, автомат открывает отверстие в трубопроводе 6 для подачи цемента. Дозаторы автоматически взвешивают щебень, песок и цемент.
Работой автоматических устройств управляет вычислительная машина, она управляет, ведёт и учет бетона. Управление осуществляется с одного пульта. На заводе в смену работают всего два человека. Физическую работу выполняют машины, умственную - [1, стр. 61-62]
9. В составном цехе составляют шихту (смесь) из компонентов для варки стекла. Автоматические дозаторы четырех дозировочно-смесительных линий готовят порции смесей. Машины транспортируют смесь. Учет расхода сырья, количество готовой шихты и её качество в цехе ведут автоматические приборы. Они же с поста управления наблюдают за работой автоматов. Управляет дозировочно-смесительными линиями в составном цехе автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП), главный элемент которой управляющее вычислительное устройство. При изменении рецепта состава шихты или состава сырьевых материалов вычислительное устройство вносит коррективы в управление дозаторами.
АСУТП варки стекла контролирует температуру стекломассы в ванной печи и управляет этой температурой, измеряет расход материалов и энергии, регулирует давление газового топлива, автоматически отключает подачу топлива при исчезновении факела, регулирует давление печи и т.п. Данные о ходе технологических процессов в составном цехе, в цехах варки стекла, о выработке норм рабочими.[1. стр. 62-63]
10 Когда закипит вода в чайнике, об этом известит автоматический сигнализатор.
Схема автоматического сигнализатора собрана на неоновой лампе Н1 типа ТН-0,2.Датчиком является терморезистор R2(20-50 кОм),который приклеивается резиновым клеем на наружную поверхность чайника .Кроме того, в схеме имеются резистор R1 на 1,0 Ом, конденсатор С1 на 0,01МФ.транзистор Т и громкоговоритель В1...
Схема питается от источника постоянного тока напряжением 70-100В., закипела вода в чайнике -громкоговоритель звучит определенным тоном, и загорается неоновая лампочка. Автоматический сигнализатор можно настроить на любую температуру, например для контроля подогреваемой воды и др."[1,стр.105-106].
11. Талантливый электромеханик В.Н.Чиколев предложил автоматический регулятор дуговой лампы для прожектора 1с использованием в качестве привода электрической машины 2. Принцип действия данного регулятора следующий: между верхним 6 и нижним 7 угольными электродами включены...обмотки электродвигателя. По мере сгорания электродов увеличивается их сопротивления и ток в обмотках возбуждения падает. Это вызывает возрастание скорости вращения электродвигателя, что приводит к увеличению скорости сближения угольных электродов. При сближении электродов скорость вращения элктродвигателя падает, тем самым обеспечивается устойчивостьгорения вольтовой дуги. Для перемещения электродов применяется механическая передача из двух зубчатых реек 3 и 5, связанных с обоймами для закрепления угольных электродов червячной передачи насажена цилиндрическая шестерня 4, приводящая в движение рейки. Принцип действия описываемого регулятора был использован при разработке электромагнитных регуляторов. [2, стр.22-23]
12. Предлагаем принципиальную электрическую схему дистанционного управления фильмоскопом. Сначала нужно приобрести электродвигатель постоянного тока (микродвигатель), редуктор от настенных или настольных часов, понижающий трансформатор, два диода n/n V2 типа Д-226, две звонковые кнопки и один выключатель, при нажатии на кнопку S1 выпрямленный электрический ток приводит в действие электродвигатель. Редуктор, соединенный с ним и связанный с ручкой управления фильмоскопа, приводит в движение ленту диафильма в лентопротяжном тракте. Если нажать на кнопку S2, диафильм будет перемещаться в обратном направлении.
Собрать электрическую схему просто, труднее соединить все узлы в общее устройство, подумайте, как сконструировать приставку к фильмоскопу. Рекомендуем на плате укрепить фильмоскоп и приставку к нему, последнюю можно сделать из листа изоляционного материала. С одной стороны расположить на ней электродвигатель с редуктором, соединив его с ручкой управления фильмоскопом. На обратной стороне [1, стр104-105]
13. Если требуется приложить большие усилия, применяют гидравлическое управление, а если надо плавно регулировать силу и скорость действия системы управления, лучше использовать пневматическое устройство.
Откуда же системы гидравлического и пневматического управления черпают энергию, необходимую для работы? При гидравлическом управлении жидкость подается к исполнительному механизму под высоким давлением насосом, имеющим привод от двигателя. При пневматическом управлении воздушный насос-компрессор, также имеющий привод от двигателя, нагнетает воздух под давлением 10-12 атм. в металлический баллон-ресивер, откуда воздух постепенно расходуется при управлении.
При гидравлическом и пневматическом управлении наибольшее распространение получил исполнительный механизм, имеющий форму полого цилиндра с поршнем и штоком.
Под давлением поступающей жидкости или сжатого воздуха поршень передвигается и своим штоком включает и выключает сцепную муфту, прижимает тормозные колодки, поворачивает передние колеса тяжелого автомобиля и т.п. [3,стр.42]
14. Перевозка молока в пакетах поручена электротележкам. У них необходимый источник питания - индукционный двигатель. По пути движения тележки под полом проложен электрокабель. При пропускании электрического тока (последовательно по секциям кабеля) вокруг него создается магнитное поле, которое индуцирует ток. Наведенный ток в катушке после усиления приводит в движение электродвигатель. Вращение вала электродвигателя передается через редуктор на ходовую часть тележки.
Электротележка имеет управляющее устройство - микро ЭВМ... Кроме того, у нее есть внешнее устройство для связи с оператором. Микро ЭВМ решает простейшие задачи: выполняет команды оператора, регулирует скорость движения тележки, сообщает оператору о своем местонахождении, о выполнении заданной работы. Связь с оператором осуществляется по радио. [1, стр.79-80]
15. Рассмотрим блок-схему автоматического регулятора. Чувствительный элемент 1 воспринимает изменение параметра в объекте "On" выдает сигнал "X" (электрический или пневматический), удобный для использования последующими элементами регулятора. Сигнал "X" поступает в элемент сравнения 2. В нем сравнивается сигнал "X" с сигналом "X3" задатчика. В результате сравнения образуется сигнал рассогласования "DХ=Х3-Х". Сигнал "DХ" мал по величине. Он поступает на усиление в элемент 4. После усиления уже в виде регулирующего воздействия сигнал "Хр" поступает на исполнительный механизм, последний выполняет команду, перемещая регулирующий орган 6, который влияет на изменение температуры давления, или уровня в объеме. Элемент 7 (внутренняя обратная связь) подавляет колебания регулируемой величины т.е. улучшает процесс автоматического регулирования. Все элементы от 1 до 7 принадлежат АР - Автоматическому регулятору. Регулятор с объектом "О" образует АСР - Автоматическую систему [1, стр. 92-93]
16. Рассмотрим принципиальную схему автоматической системы регулирования температуры в сушильном шкафу. Если температура в сушильном шкафу не изменяется, то в уравновешенном мосту М соблюдается равенство произведений сопротивлений противоположных плеч, т.е. Rт*R2=R3*R4, при этом в измерительной диагонали тока нет. В электронный усилитель ЭУ ток не поступает. Автоматическую систему регулирования можно установить на поддержание определенной температуры в сушильном шкафу путем перестановки движка сопротивления Rэ - эталонного сопротивления.
Определите назначение элементов автоматической системы регулирования... Подскажем, что R7 - движок элемента обратной связи; двигатель - Д, мост уравновешенный - М, движок - Rэ, движок автотрансформатора - Rат, термометр сопротивления - Rт, электронный усилитель - ЭУ [1, стр 93-94]
17. Крючковой бункерный автомат подаёт заготовки для штамповки. Заготовки - металлические стаканчики 1 - засыпаются в бункер 2. В бункере вращается диск с насаженными на нём крючками 3. Они перемешивают и поднимают стаканчики из бункера. Стаканчики с крючка падают под определенным углом поворота в желоб 4 и далее направляются к узлу подачи заготовок. Узел подачи состоит из толкателя 5, совершающего возвратно-поступательное движение, коленообразного рычага 6, пружины 7 и диска 10, ползун 11, перемещаясь вниз, действует на диск 10, пружину 7 и рычаг 6 и приводит в движение толкатель 5, который циклично подаёт заготовки к матрице 8 для вытяжки и придания им определенной формы. При движении ползуна вниз толкатель перемещается влево, и очередная заготовка поступает из желоба. В тоже время пуансон 9 придает заготовке в матрице 8 определенную форму.
После этого ползун поднимается вверх стаканчик автоматически выскакивает из матрицы, толкатель двигается вправо и перемещает очередную. [1, стр.95-96]"
18. Газ непрерывно поступает в накопитель 11, а из него - к горелкам. В зависимости от производственных нужд, расход газа изменяется, следовательно, изменяется и давление в накопителе, перед накопителем газа установлен регулятор. Его задача поддерживать постоянное давление газа в накопителе.
Трубка 8 соединяет регулятор (коробку 3) с накопителем. Мембрана 2 делит коробку на две полости; давление газа в верхней полости и накопителе одинаково. Рычаг 1 одним концом свободно входит в отверстие штока 4. К другому его концу подвешена тарелка 6 с дисками 7. Каждый диск (его масса 1 кг) способен поддерживать давление газа в накопителе равным 9,806*104 Па. Груз 5 в виде втулки (массой до 400 г) может свободно перемещается вдоль рычага, 10-клапан, 9-его седло. Рассматриваемый регулятор прямого действия. Это значит, что он работает за счет энергии объекта регулирования, т.е. за счет давления газа в накопителе. Регулятор настроен на поддержание постоянного давления газа в накопителе равным 4*9,806*104 Па.
Каких двух деталей не хватает в описанной системе? [1, стр. 97-98]
19. Позиционная система "включаю - выключаю" действует в холодильной камере. Охлаждение достигается циркуляцией холодной воды (или другого хладагента), в зигзагообразной согнутой трубе (батареи), расположенной в холодильной камере. Подачей холодной воды в батарею управляет реле, состоящее из двух пластин. Верхняя закреплена неподвижно, нижняя - подвижная, представляет собой биметаллическую пластину из двух полос разных металлов, соединенных между собой в горячем состоянии. Нижняя полоса биметаллической пластинки имеет больший коэффициент линейного расширения, чем верхняя. Если в камере температура повысилась, то биметаллическая пластинка изгибается и своим контактом замыкается с контактом верней подвижной пластинки. Тем самым замыкается электрическая цепь индукционной катушки вентилем, созданное в индукционной катушке магнитное поле втягивает сердечник, и соединенный с ним клапан откроет отверстие для подачи холодной воды в батарею. Когда же температура в камере ниже заданной, контакты реле размыкается, и индукционная катушка обесточивается клапан под воздействием силы тяжести опускается вниз и закрывает отверстие, через которое поступает [1стр,99-100].
20. Светская знать и иностранные гости, приглашённые Петром I в Петергоф, прогуливались по аллеям парка. Они подошли к фонтану, вокруг которого было насыпано множество морских камешков. Кто-то наступил на один из них, и гости вдруг оказались под струёй воды, бьющей ... из камней. Сработал фонтан - автомат - сюрприз Петра I.
Работа подобного фонтана основана на использовании законов рычага. Если правое плечо 4 рычага опускается, левое плечо рычага отпускает резиновый шланг, который оно сжимало наконечником 5, и вода фонтаном бьёт из наконечника 2. Она подаётся из бочка 8, поднятого над землёй и скрытого от глаз. Как только нога перестает нажимать на камень 1 и тем самым на площадку, правое плечо рычага под действием пружины 3 возвращается в прежнее положение [1, стр. 108-109].
21. Представьте себе двигатель, который делает один оборот в сутки, в неделю или в месяц. Такие типоподобные двигатели нужны в современной автоматике.
Тихоходный двигатель изображённый ленинградскими инженерами, прост по устройству, принцип действия основан на перемещении ионов
В стеклянную трубку вмонтированы анод и катод, а сама трубка заполнена электролитом. Подключим источник питания (батарейка). Через электролит пойдёт электрический ток, в результате чего масса анода будет уменьшаться, а масса катода - увеличивается. По закону Фарадея количество вещества, выделяющееся на электродах, пропорционально величине заряда, который прошёл через электролит.
Спустя некоторое время разница между массой анода и катода станет на столько заметной, что центр тяжести трубки переместится в сторону катода, и трубка повернётся на определённый угол. Однако это ещё не двигатель.
Авторы изображения смонтировали под углом 120 три таких элемента А, В, С, коллекторное устройства 1, насажанное на одну ось с электродами обеспечивает последовательную смену полярностей на них. В результате прохождения тока [1, стр109-110]
22. Как избежать перегрева электропаяльника? Этому может помочь тепловое реле,включенное в электрическую цепь паяльника.Если достигнута необходимая для паяния температура реле автоматически выключает нагревательный элемент,что дает экономию электроэнергии и времени для пояния.
Тепловое биметалическое реле состоит из биметалической пластинки 1 и латунной пластинки 3.Одни концы этих пластинок закрепляются неподвижно,другие-свободны и имеют контакты 2.
Во время нагревания биметалическая пластина выгибается,размывает контакты 2 и от соединяет паяльник от сети.
Реле можно смонтировать непосредственно в паяльнике или поместить рядом сним .Тепловое реле изготовте самостоятельно.Биметалическую пластину длинной 40 мм,шириной 4мм и толщиной 1,0-1,8мм следует изолировать двумя прокладками из гетинакса или другого изоляционного материала толщиной 1мм,не которые намотать на часть спирали (5-6 витков).При других размерах биметаллической пластинки количество витков подбирается опытным путем [1,стр.111-112].
23. Блуждающие огоньки еще больше украсят новогоднюю елку. Сделать это поможет автомат. Пластмассовые полоски 3 проходят через катушку 2 (соленоид). По полоскам после толчка катится ферромагнитный шарик 1. Натолкнувшись на контакты соленоида, шарик замыкает электрическую цепь. Магнитное поле соленоида быстро втягивает шарик, который сходит с контактов и размыкает цепь соленоида. Пройдя соленоид, шарик продолжает двигаться по инерции и последовательно замыкает контакты лампочек до тех пор, пока полностью не израсходует полученную кинетическую энергию. Описав круг, шарик снова замыкает контакты соленоида, и все повторяется с начала.
Такой автомат для включения и выключения электрических цепей можно сделать самостоятельно. Для этого нужно приобрести ферромагнитный (стальной) шарик, изолированный провод диаметром 0,2 мм, два пластмассовых обруча (диаметром 300 и 280 мм), электрические лампочки и несколько метров электрического провода. На картонный каркас катушки наматывается 3600 витков изолированного провода [1,стр.113-114]".
24. Интересный автомат для продажи карандашей сделали одесские школьники. Если опустить копеечную монету в щель, автомат выдает карандаш.
Заглянем внутрь автомата. В направляющие стойки 1 кладут 80-100 карандашей круглой или шестигранной формы. Прежний карандаш лежит на выступающей части лотка 3. Справа его удерживает пластинчатая дугообразная пружина 2. Слева от него расположен толкатель 4.
Монета, опущенная в щель скатывается по желобу 7. На своем пути встречают изоляционную пластинку 5, укрепленную одним концом на оси 6. Пластинка 5, поднимаясь, замыкает контакты К1, включенные в цепи катушки реле К. Включенное реле своими контактами 1, 1 замыкает цепь катушки электромагнита Эм, а контактами К1,2- цепь блокировки контактов К1, 1. Таким образом, цепь катушки реле не прерывается.
Толкатель 4, связанный с сердечником электромагнита Эм, переместится вправо, вытолкнет карандаш из стойки 1, преодолев сопротивление пружины 2, при движении толкателя вправо его шайба 8, разомкнет контакты К2 ( электрическую цепь катушки релек). После этого толкатель под действием сжатой пружины вновь возвратится в исходное положение. [1, стр. 115-116].
25. Электроконтактные методы контроля деталей широко применяются в машиностроении. Если на конвейере детали допустимых размеров, то светятся обе лампочки. Когда же размеры детали 1 больше допустимых, то щуп 2, прижатый пружиной 3 к поверхности детали изоляционной пластиной 4, разомкнет пару верхних контактов, электрическая цепь лампочки 5 разомкнется - лампочка погаснет. В окне 7 это заметит контролер и снимет бракованную деталь с конвейера. Если же размеры детали меньше допустимых, щуп опуститься и разомкнет нижние контакты. Погаснет лампочка 6.
Но это только автоматическая сигнализация о размерах. А для создания автоматического браковщика данную схему нужно дополнить, включенными в электрические цепи лампочек. При размыкании электрической цепи лампочек замкнутся контакты реле, включится устройство, выталкивающее деталь с конвейера. Придумайте его [1, стр.116-117]
26. Установить бы такие автоматы в учебных помещениях, в вестибюлях школ и кинотеатрах они сигнализировали бы о возникновении шума, превышающего 40-50 дБ, о том, что разговаривающий мешает другим присутствующим. Собрать такую схему нетрудно. Усилитель низкой частоты собран на транзисторах V7-V8 типа МП-41Б и П214 (А-Г). К входу усилителя подключен микрофон, а к его выходу-реле К1 типа РЭС10, которое своими контактами замыкает электрическую цепь сигнальной лампочки и звонка. Сила тока, необходимая для срабатывания реле, регулируется переменным резистором R1 на 5,0 МОМ. Элементы схемы: конденсаторы С1(500 МФ*15 В),С2 (3,0 МФ*10В),С3 (100 МФ*20В);V1-V4,V10-V13-диоды типа Д226А,V5-V6-типа Д814Г. 1, стр [118-119]
27. В любительской фотолаборатории время экспонирования (засветки фотоматериала) фотобумаги зависит от ее чувствительности от плотности негатива. Для получения качественных фотографий разработан автомат ,который включает проекционную лампу фотоувеличителя через определенные промежутки времени принципиальная электрическая схема представляет собой реле времени с выдержкой от 1 до 30 с.собирают ее на плате из оргстекла или текстолита. Детали схемы: К1-реле типа РЭС-10 с ослабленными возвратными принципами (ток должен быть 12-15 мА), транзистор типа П13, П14 или П15; С-конденсатор емкостью 500 мкФ, R1 и R3 - резисторы, R2 - переменный резистор, S1 - выключатель.
При выключении батареи соединяются контакты 2 и 3 и заряжается конденсатор С. Затем кнопка S1 отпускается при этом замыкаются контакты 1 и 2. Заряженный конденсатор С подключается к цепи, в которую включены резисторы R1,R2 и R3, транзистор V и реле n1. Реле срабатывает - включается лампа фотоувеличителя . Конденсатор С начинает разряжаться, и величина тока проходящего через реле n1, постепенно падает. Когда ток уменьшиться, контакты 4 и 5 реле К1 размыкается -лампа фотоувеличителя гаснет, время горения лампы регулируют [2, стр. 123 - 124]"
28. Автоматика приходит на помощь и рыбакам. Рекомендуем автоматический сигнализатор, которой прикрепляется к концу палки длиной 25-30 см. Палку острым концом втыкают в землю рядом с удочкой. Как только рыба потянет леску, срабатывает автоматический сигнализатор.
Рассмотрим устройство сигнализатора. Наконечником служит стекло 1 от карманного фонарика, которое прикрепляется к трубки диаметром 40 мм и длиной 25-35 см. В трубке есть окно 2, лампочка 3, которая закреплена в патроне 4. К патрону подсоединена клемма 6. Круглая батарейка "Сатурн" 8 прижимается пружиной 10 к цоколю лампочки. В трубке есть бумажная набивка 9 для изоляции и центрирование батарейки. Между клеммами 6 и 7 пропускают леску 5 донки. Когда рыба тянет наживку, леска выскальзывает из контактных клемм, которые соединяются и лампочка загорается.
Сигнализатор можно смонтировать и на удилище. Для этого рекомендуется использовать карманный фонарик цилиндрической формы, сделав в нём окно и соединив контактные клеммы [1,стр. 119]
29. Фотоэлектронное реле - устройство автоматического контроля, сигнализации и регулирования, которое реагирует на изменения величины светового потока. Фотореле состоит из фотоэлектронного прибора, источника излучения, усилителя и исполнительного механизма.
Рассмотрим принципиальную электрическую схему фотореле: Н1-осветительная лампа, R1-фоторезистор типа ФСД-ГА, R2,R3,R5-резисторы типа МЛТ-0,5, R-4-резистор переменного типа СП2-5, С-конденсатор типа К50-6, V1-V2-транзисторы типа МП-41, К1-электромагнитное реле типа РЭС-9 с контактами К1,1 и К1,2, S1,S2-переключатели; диоды V3-V6 типа Д226А или КЦ405А, Т- трансформатор.
При изменении освещённости (например, при затемнении фоторезистора R1) ток уменьшается, и транзистор V1 закрывается. При этом появляется высокий потенциал на его коллекторе, который открывает транзистор V2 и вызывает срабатывание реле К1. Реле своими контактами К1,1 включает счётчик, а контактами К1,2 звонок или осветительную лампу. Выключение того или иного устройства зависит от положения переключателя S1.
Питается фотореле от двухобмоточного выпрямителя, собранного по мостовой схеме. [1 стр. 124-125]
30. С наступлением темноты автоматически включается свет на улицах. Утром автоматика отключает освещение.
Рассмотрим принципиальную схему фотоэлектронного автомата. В схеме использованы следующие детали: фоторезистор R10 типа ФСК1 или ФСД1, резисторы R1-R9 (R1=200кОм, 2=100кОм, R3=39кОм, R4=470кОм, R5=1,5мОм, R6=120Ом, R7=120Ом, R8=500Ом, R9=2Ом).
Трёхкаскадный усилитель собран на транзисторах V1-V3 (V1 и V2 типа МП 41Б, а V3 типа П214). Нагрузкой усилителя является электромагнитное реле К1 типа РЭС-10, контурные группы которого замыкают исполнительные цепи осветительных приборов. В схеме применены диод V4 типа Д226А и конденсатор С1(500НФ*30В). Чувствительность прибора регулируют потенциометры R2 b R8. [1,стр. 127-128]
31. Если требуется приложить большие усилия, применяют гидравлическое управление, а если надо плавно регулировать силу и скорость действия системы управления, лучше использовать пневматическое устройство.
Откуда же системы гидравлического и пневматического управления черпают энергию, необходимую для работы? При гидравлическом управлении жидкость подается к исполнительному механизму под высоким давлением насосом, имеющим привод от двигателя. При пневматическом управлении воздушный насос-компрессор, также имеющий привод от двигателя, нагнетает воздух под давлением 10-12 атм. в металлический баллон-ресивер, откуда воздух постепенно расходуется при управлении.
При гидравлическом и пневматическом управлении наибольшее распространение получил исполнительный механизм, имеющий форму полого цилиндра с поршнем и штоком.
Под давлением поступающей жидкости или сжатого воздуха поршень передвигается и своим штоком включает и выключает сцепную муфту, прижимает тормозные колодки, поворачивает передние колеса тяжелого автомобиля и т.п. [3,стр.42]
32. Как может машинист простым усилием руки остановить движение поезда весом 4000 Т, идущего со скоростью 80 км/час и обладающего колоссальной "живой силой" в 100 млн.кГм ?
В небольших машинах усилие управляющего или человека умножается рычажной, винтовой или червячной передачами. По этому принципу действует ручной тормоз велосипеда и автомобиля, рулевое управление автомашины, система управления небольшого экскаватора.
На машинах, имеющих электрические двигатели, обычно применяется электрическое управление, обладающее большой гибкостью. Оно дает возможность наиболее удобно решать вопросы автоматизации управления машиной. Получили распространение и комбинированные системы управления - электромеханическая, электропневматическая и др. На бетонных заводах-автоматах, например, машины управляются при помощи пневматических цилиндров. А кранами (золотниками), которые открывают или прекращают доступ воздуха в эти цилиндры, управляет не машинист, а специальные электромагниты. Они приводятся в действие автоматически с центрального пульта управления [ 3,стр 42 ].
33. Вы, конечно, замечали, что есть конфеты, покрытые корочкой из шоколада. А есть и без корочки. Первые называются глазированные то есть покрытые глазурью. Глазурь нужна не только для того, чтобы конфеты стали вкуснее и привлекательнее на вид. Шоколадная корочка защищает их от высыхания и сырости.
Вторые называются не глазированные делать их проще, но конфеты отличаются друг от друга не только этим. Они разнятся главным образом тем, из чего сделаны, составом массы. Много есть видов конфетного теста. Есть конфеты помадные, есть фруктовые, есть желейные, пралиновые, молочные, кремовые, грильяжные. И это еще далеко не все. Столько разных видов сладкого "теста" придумано кондитерами. Да это не удивительно, если посмотреть, сколько продуктов входит в его состав. Тут и сахар (он- главный) и патока, и пчелиный мед, фрукты, ягоды, орехи, масло, молоко , яйца, кофе, ваниль и даже вина.
Мы подошли к длинной белой гудящей машине. Это отливочная машина, почти все делается сама. Внутри отливочной машины двигается широкая лента из резины с углублениями- ячейками. Проходит ячейка под отливочным механизмом и в этот момент из двух десятков трубочек, торчащих вниз, вспрыснулась в ячейка конфетная масса. Ровно столько, чтобы наполнить ячейку до верху. В минуту машина отливает шестьдесят конфет. Но какие же это конфеты, если он жидкие, они еще должны постоять , сколько требуется, чтобы затвердеть. У кондитеров это называется "выстойкой".
Наконец, масса застыла, покрылась прочной корочкой. Дальше идет глазирование. Глазурь, оказалась, тоже очень не проста по составу. Да и разные бывают глазури- шоколадная, шоколадно - миндальная, молочная, молочно- шоколадная. Очень интересно смотреть как работает глазированная машина. Ползут конфеты через такую машину под шоколадным душем. Ползут и ряд за рядом темнеют, будто покрываются загаром.
Чтобы глазурь легла равномерным слоем , машина трясет конфеты, и обдувает воздухом - сдувает лишнее, и горячим сиропом по ним проходит. А некоторые глазировочные машины успевают еще и красивый узор на конфеты навести [4, стр. 48-51]
34. В лаборатории института стоит маленькая, внешне ничем не примечательная камера. Разве что стенки её сделаны из особенно толстой и прочной стали. Внутри камеры стаканчики-тигли, заполненные разными металлами. Камеру наглухо закрывают, откачивают из неё воздух, а потом включают электронную пушку. Потоки электронов устремляются из пушки к тиглям, заставляя металл испаряться, но ведь теперь воздуха в камере нет - откачали, поэтому ничто не мешает металлическому пару подняться вверх. Там под самым потолком камеры его ждёт пластина, на которой металлический пар и осаждается, пары металла застывают на холодной пластине, покрывая её ровным слоем.
Учёные управляют своими электронными пушками, нацеливают их "огонь" то на один стаканчик-тигль, то на другой, заставляют испаряться то больше металла то меньше. Они выращивают из металлического пара детали на редкость сложной формы. Слои разных металлов как бы дополняют друг друга. Один слой предаёт детали прочность, другой - гибкость, третий - стойкость. С помощью электронной пушки можно сделать слоистую деталь. Чтобы один её слой был из тугоплавкого металла, а другой из легкоплавкого. Или таких: слой то получен один, но в него вкраплены "чужие" частички-спажем, тугоплавкая молибденовая пластина с "начинкой" из меди. Нужно это вот для чего, при очень высокой температуре даже такой паростойкий металл, как молибден, начинает терять свою прочность, вот-вот разрушится. А медь не даёт, защищает. Расплавившись, она покрывает деталь тонкой жидкой плёнкой и начинает мало-помалу испаряться. Деталь как бы "потеет". Медь испаряясь с детали, охлаждает молибден, предохраняет его от перегрева. Но это ещё не всё. Теперь, если на поверхности твёрдого металла появилась трещина, она сразу же заполняется металлом жидким, расплавленным, и ранка "затягивается". Не правда ли, очень похоже на то, как затягивается наша поцарапанная кожа. [5, стр. 128-130]
35. Как раньше делали масло? Ставили молоко в кувшине. Через несколько часов на поверхности молока появлялся густой слой -сливки. Их аккуратно снимали лошкой. Из загустевших сливок, сметаны, приготавливали масло, взбивая сметану. Шарики жира постепенно слипались. Глядишь, через час-другой и сбилось масло в большой желтоватый поток.
Ясно, что способ этот нельзя назвать хорошим. Лишь часть масла удавалось извлечь. Много жировых шариков так и оставалось плавать в молоке. Специалисты-молочники мечтали создать машину, которая бы помогла добывать его из молока.
Как оно должно быть устроено, подсказала карусель. Наверное, вам приходилось кататься на карусели. Вы вцепились в деревянного коня, а какая-то сила так и рвет вас из седла. Сила эта всегда появляется при быстром вращении. И она тем сильнее, чем тяжелее предмет.
Молочники рассуждали так. В сливках больше жира, чем в остальном молоке. Поэтому, если ведро с молоком быстро вращать, то легкие сливеи соберутся около центра ведра, а тяжелое, обезжиренное молоко -у стенок.
Рассуждения были верными, но осуществить эту идею оказалось совсем непросто. Настоящий сливкоотделительный аппарат удалось сконструировать шведскому инженеру Густаву Лавалю. Лаваль его сепаратором, что есть отделитель.
Изготовление масла начинается с того, что из молока полученной сливки. Но это еще не всё. Сливки опять пропускают через сепаратор. То есть, получают новые, еще более жирные. Сливки пастеризуют -нагревают, выдерживают в баке - 'томят'-снова сепарируют, перемешивают, охлаждают только после этого их можно направлять в машину, делающую масло. Внутри нее вращаются барабаны с лопастями. Здесь взбивается масло. С одного конца в машину поступают сливки, а с другого течет пока еще жидкое масло. Густым оно станет позже, когда 'дойдет', созреет. Машины -автоматы сами обрабатывают молоко, делают сливки и масло.[4,стр.28-30]
36. Рано утром спешат к хлебозаводу необычные грузовики. Там, где у обычных грузовых машин - кузов, у них двеа больших металических котла. Это - муковозы, доставляющие на завод муку.
К котлам подключают шланги, включают компрессор, воздушный насос, и потекла мука в огромные, высотой в шестиэтажный дом, баки. Они - мучной склад завода. Муковозы его переодически пополняют.
Со склада мука тоже воздушным насосом перекачивается в баки поменьше - расходные, производственне. По пути она проссеивается и "ощупывается" магнитами. А вдруг в нее попали какие-нибудь металические частицы или предметы их непременно нужно выловить и далить.
Мука забирается из баков порциями. И вот уже она - в опарной машине, а проще говаря, в большущей чаше. Здесь она смешивается с водой и дрожами. Получаетя опара, жидкое тесто. Оно еще должно бродить несколько часов.
Автоматически тесто переливается в другую чашу. Перегородками она разделена на шесть равных частей, секций, и в каждой бродит, пузырится, поднимается тесто.
В одном отделении оно только начинает бродить, в другом-в большей готовности, в третьем-почти изрело, а в шестом-готово совсем. Готовое тесто выгружется, а освободившееся место сново заполняется парой.
Тесто при помощи шнека, а проще говоря червяка, почти такого же, как в мясорубке, но только значительнол большего по размеру, перебралось в тестомесительную машинку. Туда же дозирующий автомат отмеряет необходимое количество жира, воды, сахара, соли. Без устали мнут тесто отполированные до блеска механические руки. Ходят туда-сюда. Из тестомесителной мошины выходит нескончаемым ровным валиком готовое, выхоженное тесто. Теперь его необходимо разделить на куски, и происходит это в следующей-делительной -машине.Она не велика по размеру-круглый барабан. Из отверстия в барабане на движущюся конвейерную ленту подают оди за другим комки теста-бесформенные пока, но уже ровного веса.
Аккуратную форму комки приобретают в тестокруглителе. Пробежит комок внутри металлической улитки и выскочит ровным шариком.
А шарики уже поджидает тестоформирующая машина. Она должна превратить их в аккуратные палочки, расплющить и вытянуть. Укладываются палочки одна за другой на "отдых"в расстойный шкаф. Заготовки будущих булок должны дозреть. Одни заготовки входят в шкаф, а другие его покидают. Теперь им прямо дорога в печь. Проходит двадцать минут и на свет появляются пышные ароматные булки.[5,стр16-17]
37. Семьсот лет назад возвратился из долгого плавания итальянский путешественник Марко Поло. Среди многих диковин, привезенных им с востока был и рецепт настоящего мороженого. Восточное лакомство понравилось богатым европейцам и сразу же рецепт мороженого стал величайшим секретом. И потом в 1666 году во Франции, в Париже, мороженое стало продаваться для всех.
Если бы вам посчастливилось зайти на фабрику мороженого, знаете, что вас поразило бы в первую очередь? Вы удивились бы белизне. Все кто там работает, одеты в белые халаты. Стены здесь тоже белые. И цистерны и все аппараты, все машины.
В огромных белых ваннах механические мешалки ворочают густую, пахучую массу. Молоко, сгущенка, масло - все должно хорошо перемешаться. Затем массу отделяют и она превращается в мороженое.
По трубам, заиндевевшим покрытым снегом, течет оно к огромному положенному плашмя колену. Это- разливочный станок. В колесе тысячи углублений - ячеек. По форме они точь-в-точь как эскимо.
Колено чуточку повернется и замрет на секунду и замрет на секунду. За эту секунду мороженое по четырем трубочкам успевает налиться в чистые ячейки. Опять повернулось колесо немного - и еще четыре ячейки наполнились.
А тем временем ячейки с мороженным подходят к другому автомату. Его специальность - втыкать палочки в эскимо. Раз- и палочки на месте. Два- и другая торчит уже в соседнем эскимо. Быстро растет частокол из них. Но вот автомат берет сразу за четыре палочки, вытаскивает еще беленькие, еще голенькие эскимо и опускает в шоколадный раствор. И сразу все четыре становятся темно-коричневыми, все покрылись непроглядной корочкой.
Вереницей движутся они по желобу к одевальному автомату. Быстро и аккуратно оборачивает в красивую, нарядную бумагу.
Готово! Наполнятся доверху картонные коробки и повезут их на улицы и в кафе, покупайте, дети и взрослые!
[4, стр. 31-31]
38. Мы зашли с вами на завод, где делают вкусную овощную икру, фаршированный перец, голубцы. Машин тут много, машин разных, и все вместе образуют линию'. На линии, перед которой мы остановились, делают консервы из фаршированного перца. Прежде всего перец моют. Для этого есть моечная машина. Затем каждый плод нужно отчистить от сердцевины. Здесь помогает уже другая машина - очистительная.
На заводе есть огромная металлическая ванна, но заполняют ее не водой, а подсолнечным маслом. На дне ванны промочены трубы, по которым пускают пар. Масло нагревается и через некоторое время закипает. От него так и пышет жар. Еще бы, оно имеет температуру от 50 градусов, то есть в полтора раза горячее кипятка. Овощи - фарш опускают в кипячее масло в металлических сетках, несколько таких сеток подвешено к цепи, медленно ползущие над ванной. Скорость их регулируется автоматически. Надо так рассчитать, чтобы за время, пока сетка пройдет от одного конца ванны к другому, овощи успели полностью поджариться. Автоматы поддерживают также заданную температуру масла. Ниже будет температура - овощи не дожарятся, не пропитаются маслом. Фарш получится не вкусным. Выше будет - овощи начнут подгорать, обугливаться.
Фарш готов. Стручки перца готовы. Можно приступать к начинке. Делается она на фаршировочной машине. Сверху по квадратной трубе ссыпаются все новые и новые стручки. Ниже, как раз под стручкопроводом' ползет лента. Работницы, стоящие перед фаршировочным полуавтоматом берет стручок и вставляет острым носиком в отверстие на ленте. Машина отмеривает порцию фарша, заполняет стручок , укладывает перец в металлические коробки и отправляет их в другое помещение. Там перец упаковывается в стеклянные банки. Банки надо плотно закрыть металлической крышкой, а значит, ей не миновать еще одной машины - закаточной. Строй банок двигается к машине, стремительно обегает вокруг металлических крышек уплотняющие ролики. Оборот - и крышка плотно сидит на банке.
На современных заводах консервы обязательно нагревают, для того, чтобы убить микробов, оставшихся в продуктах. Для этого есть особые котлы - автоклавы. Они сделаны из самой прочной стали, имеют мощные толстые крышки и крепкие, надежные запоры. Сразу, как только банки закупорены, их помещают в такой котел. Температура в автоклаве поднимается до 120 градусов. Теперь можно быть уверенным , что все микробы внутри банок обезврежены.
39. В давние времена Москва была деревянной, благо кругом были леса. Потом Москву назвали белокаменной, ее строили из белого известняка. Позже начали "творить" глиняный кирпич. Всем хорош и пригож кирпич. Но сейчас им одним не обойдется. Он приспособлен по размеру к ладони человека. Сколько потребуется времени, чтобы соорудить двенадцатиэтажный кирпичный дом? Не меньше двух лет. То ли дело большая, чуть не с комнату, железобетонная плита! Она одна в сто раз крупнее кирпичика. Значит, во много раз быстрее можно складывать здания. Поднял ее кран-великан, поставил куда положено - есть стена комнаты.
И вот я видел, как умные машины и автоматы делают эти плиты. Сначала я не очень во всем разбирался. Но вот присмотрелся и увидел автомат, который вяжет. Он не кофточку вяжет, а проволоку, металлическую сетку, напоминающую волейбольную. Вяжет автомат железную сетку и еще приваривает проводок к проводку, так что искры электросварки во все стороны рассыпаются. Есть металлическая сетка!
А дальше сетку укладывают в "формочку" - она раз в двести крупнее, чем та, в которой малыш делает песочные пироги. "Формочка" похожа на противень. Эту "формочку"-противень ставят на длинную движущуюся дорогу-конвейер. Он называется прокатный стан. Прокатный стан длинен. Есть у него свои станции. Первая станция: автомат-бетономешалка. В ней перемешивается вода, песок, цемент. Автомат знает, сколько в "формочку" с железной сеткой насыпают песка, сколько наливают воды. Он сам это делает. Автомат точно рассчитывает, сколько чего надо, чтобы получился бетон.
Залили бетоном противень. Теперь бетон надо как следует утрясти, утрамбовать. Прокатный стан начинает трястись, "формочка" подрагивает, утрясается бетон в железной сетке. А тут утюг-автомат на помощь приходит - он разглаживает бетон, ведь будущая стена должна быть ровненькая, гладкая. Автомат-утюг ходит туда-сюда, сюда-туда. Он сам гладит, его никто рукой не водит. Утрясли плиту, высушили в громадных сушилках - и автоматическая рука вынимает из формы стенку, как песочный пирожок из формочки.
Теперь стену ставят на панелевоз - вези ее куда требуется! [5, стр. 247-249]
40. Для пояснения принципа действия регуляторов воспользуемся схемой двигателя с центробежным регулятором, приведенной на рис.1. Исполнительным органом регулятора в данном случае является игла 1, изменяющая подачу топлива в двигатель. Будем считать, что на схеме изображен дизельный двигатель грузового автомобиля. Для изменения подачи топлива у него в дейтсвительности производится перемещение не иглы, а рейки топливного насоса. Но для нас это сейчас не имеет значения. Проследим за изменением скорости вращения вала двигателя при изменении нагрузки, с которой двигатель работает, и за тем, как на это реагирует регулятор.
Пусть автомобиль сначала поднимался на гору, а потом поехал под гору. Для движения с той же, что и раньше, скоростью теперь уже требуется меньший крутящий момент на валу двигателя (крутящий момент это и есть та величина, которую мы имеем в виду, когда говорим о нагрузке). С началом движения под горупервоначально количество поступающего топлива такое же, каким оно было до этого. При этом создается избыточный крутящий момент и скорость вращения вала начинает расти. Под действием возросшей центробежной силы расходятся грузики 2, преодолевая силу пружины 3 чувстчительног элемента регулятора, муфта 4 регулятора поднимается кверху и игла 1 опускается вниз. Уменьшается подача топлива в двигатель и уменьшается скорость вращения вала двигателя. Таким образом, регулятор противодействует изменению регулируемой величины - скорости вращения, стремится стабилизировать ее значение.
41. Представте, что мы с вами в раскройном цехе обувной фабрики. Смотрим, как работают раскройщики.Берет раскройщица большой кусок кожи,расстилает его под прессом на алюминниевой подушечке (она не похожа на столик), сверху на лоскут кладет резак с острыми, как у ножа, краями и нажимет на педаль. Хлоп!Ударил пресс по резаку. Есть, одна деталь будущего ботинка вырезана. А в том месте ломаного лоскута, где лежал резак, образовалась дырка.
Части ботинок вырезаны, сложены в корзиу и едут по конвейерной ленте к другим рабочим. Конвейер тянется через весь заготовительный цех, движется мимо станков и швейных машин. У каждой машины, каждого станка стоит сборщица. Та берет "свои" детали сшивает их и опять кладет на конвейер, в корзину через минуту эти сшитые детали уже в руках другой работницы. В начале конвейера в корзинах лежали разрозненные детали ботинка. В конце собранный из них верх, но верх - это еще далеко не ботинок. Ботинком он должен стать на другом конвейере - пошивочном или затяжном. Верх плоский, как блин. А ботинок должен облегать ногу. Заготовка верха - жесткая, неподдатливая. Все таки кожа, надо ее размягчить. И заготовка верха едет в паровую камеру, где жарко, как в бане. Тут она быстро размягчается, делается поддатливой. Рабочий надевает верх ботинка на деревянную колодку, захватывая в клещи с трех сторон, вцепляются в заготовку и начинают натягивать ее с большой силой. Ровно, без складок и морщин облегла она колодку, прижалась краями к стельке тонкой внутренней подошве ботинка. И в этот момент машина пускает клей, особый, быстросохнущий. Вмиг края верха приклеиваются к стельке. Но это лишь начало, зогнут лишь носок ботинка, а остальная часть натягивается на соседней машине. Механизм подает маленькие гвоздики, а молоточки быстро их заколачивают, рабочий только успевает поворачивать ботинок подставляя его под удары автомата. Когда пройдет ботинок весь затяжной конвейер, когда побывает в сушильной камере (чтобы его форма еще лучше стала, чтобы он навсегда "запомнил" ее) колодку вынимают, она больше не нужна. Осталось лишь пришить или приклееть к нему подошву.[4,стр.62-65]
42. На всех больших заводах есть автогенные цехи или участки. Там не только режут, но и сваривают металл. Мы знаем уже, что электрическая дуга плохо сваривает медные детали. Здесь то и выручает автоген. Он делает возможность сваривать тонкие медные трубки, которые применяют во многих сложных аппаратах. Чаще всего стараются сваривать с помощью металла, более легкоплавкого, чем соединяемые детали, чтобы их не повредить. Из такого металла делают проволоку или прутики, конец которых во время сварки вводят в пламя ацетиленовой горелки.
Большое значение имеет газовая сварка при ремонте чугунных деталей и при соединении тонких стальных листов. Ацетиленовым пламенем тем же напаивают на токарные и другие резцы, сделанные из обычной стали, тонкие пластинки твердых сплавов, необходимые для скоростного резания [3, стр.100]
43. Специальной ацетиленовой горелкой можно резать даже броневые плиты ленкоров толщиной в 30-40 см и более, в такую горелку-резак - по одной трубке подаётся кислород, а по другой - ацетилен. Вначале сильным пламенем разогревают металл, а затем на него направляют струю кислорода, уменьшив подачу ацетилена. И раскалённая сталь начинает плавиться и гореть, энергично соединяясь с кислородом. Резка металла таким способом называется автогенной.
Если приходится вырезать из листов стали много одинаковых деталей, применяют автоматы. В них горелка движется с большой точностью по заданному контуру. Нужно изменить форму деталей - в автомат вставляют другой шаблон. Для резки не очень толстых листов можно вместо ацетилена использовать обычный бензин. Но в этом случае резка идёт медленнее, температура недостаточно высока [3, стр. 100]
44. Не всегда детали сваривают при помощи электрода. Тонкие механичские листы не выдерживают такой сварки и прогорают. Для их соединения применяют так называемую точечную электросварку. Края листов накладывают один на другой. После этого специальный аппарат сминает их в одном месте двумя металлическими 'клыками' , через которые пропускается электрический ток. В точке, оказавшейся между 'клыками' , листы нагреваются и мгновенно привариваются друг к другу. Автомат тут-же сам выключает ток, немного передвигается вдоль шва, и 'клыки' сжимаются снова. Получается достаточно прочный шов, состоящий из множества вытянувщихся в ряд сваренных точек. Можно подобным способом получить и сплошной шов, если вместо 'клыков' взять прочный ролик, в который подается ток. Привод сварочного аппарата сам двигает ролик вдоль заданной линии. Так сваривают даже тонкую жесть.
45. Знаете, что самое сложное при изготовлении конфет? Думаете отливка, или покрытие глазурью? Нет. Самое трудное и сложное - завернуть их в бумажку. А большинство конфет даже в две бумажки завернуть - подвертку и этикетку. Руками завернуть миллионы конфет, разумеется, невозможно. Теперь все конфеты одеваются заверточными машинами. Они не знают усталости, и работаю поразительно быстро.
Кто не пробовал ирисок, коричневых тянучек, завернутых в золотистую этикетку. Я расскажу о том, как машина одевает эти маленькие конфетки. Ириски нарезают из длинного вязкого жгута. Одна за другой поступают они к вращающемуся колесу одевального автомата. По окружности его расположены выступы. Между выступами - пространство, такое, чтоб только поместились ириски. Над колесом две катушки с бумажными лентами. Одна лента из полупрозрачной бумаги для подвертки. Другая - цветная, эта идет на этикетки. Когда ириска становится напротив колеса, рычаг-автомат, как маленький кулачок, вмиг, одним движением, заталкивает конфетку в углубление на колесе. Заходя туда, ириска успевает с собой и подвертку, и этикетку захватить. Тут же вступают в работу пластинки-отгибатели. Раз, два, и конфета обернулась. Только обернута. Надо еще закрутить концы бумаги. Это делают щипцы - цепкий и ловкий механизм. Когда ириска подходит к щипцам, те хватаются за края обертки и мгновенно закручивают их. Ириска выскакивает из углубления и падает на движущуюся ленту. Пока вы читали мой рассказ, автомат успел завернуть около трех тысяч ирисок. Даже укладку конфет в коробки делают машины-автоматы. Они сами изготавливают коробки. Механические руки с присосками берут сразу несколько конфет и укладывают их аккуратными рядами. Затем кладут сверху бумажную салфетку, закрывают крышку, ставят дату, взвешивают наполненную коробку и закрывают ее[4, стр. 51-53].
46. В последнее время все шире применяется два новых необычных видов сварки- с помощью быстрого трения и холодную. При первом способе в токарном станке укрепляет две детали сильно сжимают. Одну деталь быстро вращают, а другая остаётся неподвижно. Место, которым детали касаются друг друга, от сильного трения так раскаляются, что детали тут же свариваются накрепко. Станок при этом автоматически останавливается. При втором способе вначале происходит небольшое трение поверхности, а потом следует очень сильное давление. В результате атомы обеих поверхностей так сильно сближаются между собой, как в сплошном металле. Поверхности соединяются, словно их сплавили вместе. Этим способом можно сваривать медь, никель, олово, свинец и алюминий. Можно так же сваривать один с другим и разные металлы, причем в тонком смежном слое получается как бы сплав этих металлов. Молекулы меди проникают между молекулами атомами и наоборот. [3,стр.101]
47. Широко применяется закалка с помощью токов высокой частоты. Если поместить металлическую деталь в переменное магнитное поле, то в ней появится ток, который распространится лишь по поверхности и нагреется. В несколько секунд поверхностный слой нагреется и после охлаждения закалится.
Закалочное устройство имеет индуктор - один или несколько витков медной трубки. По нему проходит ток высокой частоты, возбуждающий переменное магнитное поле. Внутри индуктора и помещают деталь. Меня частоту тока, можно изменять толщину закаливаемого слоя от долей миллиметра до сантиметра. Индукторы разных форм позволяют закаливать самые разнообразные изделия - плоские, цилиндрические и т.д.
Токами высокой частоты закаливают множество деталей - от швейных губ, маленьких сверл и винтиков до больших коленчатых валов и осей. Поверхностная закалка коленчатых волов тракторов увеличивает их стойкость почти вдвое.
Существуют закалочные установки-автоматы, на пример для закалки шеек коленчатых валов автомобильных двигателей. Автомат может за сутки закалить 350 тыс. швейных иголок. Игла за время падения в нутрии индуктора успевает нагреться и сразу попадает в охлаждающее масло. Весь процесс занимает 0,03 сек. [3, стр. 107]
48. Передние колёса автомобиля поворачиваются вместе с тормозными барабанами, поэтому тормозной привод должен быть гибким. Здесь используются резиновые трубки, заполненные вязкой смесью масла и спирта и присоединённые одним концом к главному тормозному цилиндру около педали, а другим – к рабочему цилиндру у каждого колёсного тормоза. Нажимая педаль, водитель передвигает поршень в главном цилиндре. Поршень вытесняет жидкость в трубки. Под её давлением поршеньки в рабочих цилиндрах расходятся, раздвигают колодки тормозов и прижимают их к внутренней поверхности вращающихся вместе с колёсами барабанов. Между накладками на колодках и барабанами возникает трение. Накопленная при движении энергия расходуется уже не на вращение колёс, а на трение, и автомобиль замедляет ход, а затем и останавливается. Когда торможение прекращается, колодки снова стягиваются пружинами, поршеньки сходятся, жидкость возвращается в рабочие цилиндры [ссылка на источник информации]
49. Прежде чем приступить к горячей ковке, металл надо нагреть. Чтобы нагреть высококачественные стали, ставят печь из нескольких камер и в каждой камере поддерживают определённую температуру. В первую камеру загружают холодный металл, в ней температура 300-350 градусов. А затем металл переходит из камеры в камеру, в них температура всё более повышается и доходит до 1050-1250 [5, стр. 77].
50. Прежде чем приступить к горячей ковке, металл надо нагреть. Очень крупные слитки нагревают в больших однокамерных печах. Под (пол) этих печей выдвижной, он выезжает наружу. Кран ставит на него слиток, который надо нагреть, и под со слитком уходит в печь. В момент загрузки температуру в печи снижают до 300 градусов, а затем постепенно повышают её [5, стр. 77].
51. Простейший паровой молот состоит из массивной станины. В верхней части её находится рабочий цилиндр, в нём поршень, который передвигается вверх и вниз. В конце поршня — шток, к которому прикреплена тяжёлая стальная баба — молот. В цилиндр под высоким давлением подают пар, и поршень вместе со штоком и бабой поднимается вверх. После этого нагретую заготовку кладут на наковальню. Пар из-под поршня выпускают и нагнетают его в пространство над поршнем. Баба падает вниз, наносит удар по заготовке и давит на неё. Попеременно впуская и выпуская пар бабу поднимают и опускают. Она ударяет по заготовке, обжтимает её. Подача пара регулируется автоматически, с помощью особого механизма — золотника, обычно применяемого в паровых машинах.
52. Отливки в автоматизированных литейных цехах делаются в металлических формах — кокилях. Перед заливкой в кокиль металла две половины кокиля соединяют и плотно скрепляют. В собранный таким образом кокиль заливают жидкий металл. Здесь он очень быстро затвердевает. Через несколько минут после заливки деталь уже можно вынуть. Затем внутреннюю поверхность кокиля продувают сжатым воздухом, прокрашивают и снова заливают металлом.
53. Конструкторы создали немало сварочных автоматов. Но они применяются только там, где есть повторяющиеся операции или идёт неизменная, однообразная работа. Например, при постройке крупных кораблей сваривают автоматами швы обшивки. Длина швов составляет десятки километров. Сварочный трактор движется вдоль шва и надёжно сваривает его. Вместо отдельных коротких электродов трактор заряжают целым мотком электродной проволоки. А в специальный ящик — бункер, кончающийся внизу небольшим отверстием, насыпают флюс. Он всё время сыплется на место сварки и предохраняет расплавленный металл от окисления.
54. Бывает, что необходимо сваривать и резать металлы под водой, например, при постройке мостов, подъёме судов. Для этой работы нужно такое же оборудование, как и для сварки и резки на воздухе. Электрическая дуга легко загорается под водой даже на большой глубине. При первой же вспышке дуги вокруг неё под действием высокой температуры мгновенно образуется газовый пузырь, наполненный водородом, выделившемся при разложении воды. При подводной сварке применяют электроды, обмазанные водонепроницаемым составом, чтобы не было лишних потерь электроэнергии. Газовое пламя тоже не гаснет под водой и горит в образующемся из окружающей воды газовом пузыре.
ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ОБЛАСТЬЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - электродвигатель постоянного тока)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - синхронный электродвигатель переменного тока)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - асинхронный электродвигатель переменного тока)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - генератор постоянного электрического тока)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - генератор переменного электрического тока)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - автотрансформатор)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - трёхфазный трансформатор)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - вакуумный компрессор)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - центробежный сепаратор)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - центробежный насос)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - осевой насос)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - отстойный сепаратор)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - адсорбер непрерывного действия)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - адсорбер периодического действия)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - паровой котёл)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - трубчатая печь)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - газовая турбина)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - активная паровая турбина)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - реактивная паровая турбина)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - активная гидравлическая турбина)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - реактивная гидравлическая турбина)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - система смазки подшипников)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - система электрообогрева помещения)
Исследование математической модели объекта управления (объект управления - холодильник)