Комментарии 40
Еще в универе при изучении электротехники возникла идея, что электричество может быть замоделировано для наглядности водой.
Спасибо, что напомнили. Может в ближайшее время даже запилю простенькую трехфазную сеть.
Спасибо, что напомнили. Может в ближайшее время даже запилю простенькую трехфазную сеть.
а меня в 9м классе идея с водой не устроила и я вот это выдумал, кроме трансформатора.
А сейчас (спустя 7 лет) и трансформатор придумал и вот запостил.
Вот интересно, знает ли кто-нибудь способ замоделировать трансформатор в модели с водой по трубам?
А сейчас (спустя 7 лет) и трансформатор придумал и вот запостил.
Вот интересно, знает ли кто-нибудь способ замоделировать трансформатор в модели с водой по трубам?
Внятного и простого наверное нет: http://easyelectronics.ru/osnovy-na-palcax-chast-2.html#comment-33884
Сначала надо определиться что в модели будет отвечать за I и U.
А потом надо и думать как замоделировать.
А потом надо и думать как замоделировать.
я имел ввиду U — F; I — v
Я это понял.
А какое уравнение будем брать и какие физические величины со стороны воды принимать за v и F?
Полагаю, что можно попробовать взять уравнение Эйлера и с ним уже работать.
А какое уравнение будем брать и какие физические величины со стороны воды принимать за v и F?
Полагаю, что можно попробовать взять уравнение Эйлера и с ним уже работать.
или не с водой, а любую механическую систему, удовлетворяющую системе ур-й
Аналог напряжения — напор, аналог тока — расход жидкости.
Все элементы все равно располагаются на турбинах так же как в статье все располагается на дифференциалах.
Скорость — это скорость или расход жидкости, который напрямую конвертируется в скорость турбины.
Потенциал — давление,
Напряжение — сила или разность давлений, которая напрямую конвертируется в силу, с которой турбина взаимодействует с тем, что к ней прикреплено.
А турбину считаем идеальной, без трения и проскальзывания жидкости.
Скорость — это скорость или расход жидкости, который напрямую конвертируется в скорость турбины.
Потенциал — давление,
Напряжение — сила или разность давлений, которая напрямую конвертируется в силу, с которой турбина взаимодействует с тем, что к ней прикреплено.
А турбину считаем идеальной, без трения и проскальзывания жидкости.
А разве обычный гидравлический поршень с разными входным и выходным сечением не подходит?
нет, не подходит. Он удовлетворяет двум независимым ур-ям
в то время, как нам нужна механическая система, удовлетворяющая системе уравнений
в то время, как нам нужна механическая система, удовлетворяющая системе уравнений
Не претендую на точность, но не одно из приведенных вами уравнений мне не кажется верным.
P1/P2=S2/S1 на мой взгляд вполне соответствует U1/U2=N2/N1 для трубопроводной аналогии, только как их перевести в вашу систему механических замен не знаю, в ней нет категорий площади и количества витков.
P1/P2=S2/S1 на мой взгляд вполне соответствует U1/U2=N2/N1 для трубопроводной аналогии, только как их перевести в вашу систему механических замен не знаю, в ней нет категорий площади и количества витков.
Во первых P1==P2 (если не учитывать перепад высот между поршнями, или не учитывать гравитацию).
Во вторых в формуле U1/U2=N1/N2 (там где больше витков — там больше напряжение) U1 и U2 — амплитуды синусоидальных сигналов, а я речь веду о мгновенных величинах.
В третьих формула U1/U2=N1/N2 верна только в том случае, если магнитный поток, проходящий через 1ю катушку полностью проходит и через 2ю, т.е. c(которая в статье)==1 (
).
Т.е. формула U1/U2=N1/N2 выводится из%0A)
Во вторых в формуле U1/U2=N1/N2 (там где больше витков — там больше напряжение) U1 и U2 — амплитуды синусоидальных сигналов, а я речь веду о мгновенных величинах.
В третьих формула U1/U2=N1/N2 верна только в том случае, если магнитный поток, проходящий через 1ю катушку полностью проходит и через 2ю, т.е. c(которая в статье)==1 (
).Т.е. формула U1/U2=N1/N2 выводится из
1.У меня поршень другой конструкции. В нём Р1!=Р2, а F1==F2. https://drive.google.com/file/d/0B2Pmo7L2y-4ZWklOSnRqUWI4dmM/view?usp=sharing
2.3.Ну я не настолько глубоко копаю, чтобы рассматривать общие случаи, мне хватает идеального для аналогий. В вашем исправленном уравнении ниже, могу предположить, что в моём поршне m11,m12 могут различаться либо по причине либо разной сжимаемости, либо вязкости.
2.3.Ну я не настолько глубоко копаю, чтобы рассматривать общие случаи, мне хватает идеального для аналогий. В вашем исправленном уравнении ниже, могу предположить, что в моём поршне m11,m12 могут различаться либо по причине либо разной сжимаемости, либо вязкости.
1.ОК,3.ОК, давай моделировать при с==1.
2. но моделировать амплитуды синусоидальных сигналов мгновенными величинами (или наоборот) — это какая-то лажа получается.
Я вот думаю, опять во вращательной механике, но где U — F — момент сил, а I — v — угловая скорость, если взять такую конструкцию
то она будет описываться уравнением
это конечно не то, что нужно но уже ближе.
2. но моделировать амплитуды синусоидальных сигналов мгновенными величинами (или наоборот) — это какая-то лажа получается.
Я вот думаю, опять во вращательной механике, но где U — F — момент сил, а I — v — угловая скорость, если взять такую конструкцию
то она будет описываться уравнением
это конечно не то, что нужно но уже ближе.
иначе, когда забываешь, что это лажа, начинают возникать вопросы вроде такого
В целом, я вижу себя не на том уровне, чтобы вести полноценный разбор данных моделей (самоустраняюсь). Во всяком случае мне это даётся с большим трудом. По этой причине, я и пытаюсь сводить к более простым аналогиям. Извините, но механические аналогии для меня ещё более всё усложняют. Я не пытался разбираться с тем, на сколько ваша модель трансформатора соответствует его электрическому оригиналу по этой же причине. А ваша последняя формула взрывает мне мою последнюю извилину.
А вообще — да, я тупанул конкретно.
надо так:
надо так:
-
Да народ считал домашки по теормеху в электрокадах
Вот еще я пытался механику принтера через электротехнику решить
Вот еще я пытался механику принтера через электротехнику решить
На самом деле, системы вентиляции считаются по очень похожему на электрические цепи принципу. Там есть аналог закона Ома для определения расхода воздуха через трубу и аналоги правил Кирхгофа для разруливания потоков через узлы. Вместо напряжения — давление (почему-то часто называется депрессия), вместо тока — расход, а сопротивление так и называется. У вентилятора есть расход-напорная характеристика, получается аналог источника питания с его вольт-амперной характеристикой. Правда, нет никаких емкостей, индуктивностей и полупроводников.
Если я правильно помню, воздух там считается несжимаемым, так что это в принципе то же самое, что было бы с водой. Не знаю, может быть для водопровода/отопления тоже что-то такое есть.
Если я правильно помню, воздух там считается несжимаемым, так что это в принципе то же самое, что было бы с водой. Не знаю, может быть для водопровода/отопления тоже что-то такое есть.
Идея хорошая, но сырая, как минимум. А что с иллюстрациями?
Почему сырая?
А что с иллюстрациями?
(последнюю иллюстрацию не ту вставил, теперь поправил)
я их в paint-е рисовал
А что с иллюстрациями?
(последнюю иллюстрацию не ту вставил, теперь поправил)
я их в paint-е рисовал
в самом деле иллюстрации на телефоне не открываются.
я их вконтакт залил, а сюда ссылки, т.к. habrastorage на geektimes не нашел
я их вконтакт залил, а сюда ссылки, т.к. habrastorage на geektimes не нашел
Так он общий для обоих сайтов — https://habrastorage.org/
И электрические цепи, и механические системы описываются однотипными дифф. уравнениями. Разница только в физическом смысле постоянных коэффициентов и их величинах. Поэтому механическую систему вполне возможно моделировать с помощью электрических цепей, и наоборот. Когда я учился, мы делали подобные лабораторные работы.
Вообще, идея хорошая. Т.к. механику проще понять исходя из бытовых представлений. Наверное, все знают, как будет вести себя пружинный маятник, если натянуть пружину и отпустить его. В электричестве это не всегда очевидно. Поэтому такие параллели помогают на качественном уровне осознать некоторые физические явления, лучше понять общее поведение системы.
Вообще, идея хорошая. Т.к. механику проще понять исходя из бытовых представлений. Наверное, все знают, как будет вести себя пружинный маятник, если натянуть пружину и отпустить его. В электричестве это не всегда очевидно. Поэтому такие параллели помогают на качественном уровне осознать некоторые физические явления, лучше понять общее поведение системы.
Мне кажется, что представление нелинейных элементов через механику — дело заведомо гиблое: красивая система уравнений/логики сразу же превратится в невесть что. Диод еще куда ни шло, но все остальное — это слишком. Изучать обратную связь в операционнике через десяток валов — боже упаси, есть же более наглядные примеры типа паровой машины или сливного бачка =).
А вот для понимания основ «что такое конденсатор» на пальцах — самое оно.
А вот для понимания основ «что такое конденсатор» на пальцах — самое оно.
Основная проблема люфты и деформация/разрушение механических соединений.
В остальном — все даже очень круто, причина — 3D-принтеры могут автоматизировать даже самые дикие фантазии (с оговорками и/или высокой ценой либо за точность либо за размеры)
В остальном — все даже очень круто, причина — 3D-принтеры могут автоматизировать даже самые дикие фантазии (с оговорками и/или высокой ценой либо за точность либо за размеры)
в принципе, это универсальный конструктор, и, наверное, каждую механическую схему, собранную из этого конструктора, можно упростить также как я показал упрощенные примеры для схем с катушкой и трансформатором.
Жаль, всё останавливается на нелинейных элементах — а то я бы посмотрел на механический аналог затягивания частоты.
:)
:)
Транзистор — коробка передач, вариатор для плавности. Чем выше напряжение затвора-базы (выше передача), тем большая мощность передается от истока-коллектора (двигателя) на сток-эммитер. В простейшем случае.
Тогда скорее дисковое сцепление, или гидромуфта какая-нибудь…
Насчет транзистора и коробки передач смею с Вами не согласиться. Коробка передач не увеличивает мощность, а даже наоборот, немного ее уменьшает за счет потерь в самой коробке. Мощность на валу определяется произведением момента на угловую скорость. Именно поэтому на автомобиле трогаются с первой передачи — при одной и той-же мощности на тихоходном валу возникает высокий момент. А транзистор как раз увеличивает мощность входного сигнала.
Тут, наверное, более уместно подошел бы трансформатор. Он передает входную мощность на выход (за вычетом потерь). Говоря другими словами, во сколько раз мы уменьшаем напряжение на вторичной обмотке, во столько же раз возрастает выходной ток. Так же, как и в коробке передач. Только там скорость и момент, а здесь напряжение и ток.
Тут, наверное, более уместно подошел бы трансформатор. Он передает входную мощность на выход (за вычетом потерь). Говоря другими словами, во сколько раз мы уменьшаем напряжение на вторичной обмотке, во столько же раз возрастает выходной ток. Так же, как и в коробке передач. Только там скорость и момент, а здесь напряжение и ток.
В начале двадцатого века были такие механические «транзисторы» для усиления звука. От динамика проводился в движение быстродействующий клапан, регулировавший интенсивность потока воздуха от компрессора. На выходе — усиленные звуковые колебания (десятки ватт)
Частный случае электросхем — бинарная логика, на механике в теории делать проще и полезнее :)
даешь компилятор verilog в stl, готовый к отправке в слайсер и на принтер.
даешь компилятор verilog в stl, готовый к отправке в слайсер и на принтер.
Мне кажется, Вам будет интересно почитать про bond graphs.
отличный пример для моделирования: DC-DC преобразователь www.youtube.com/watch?v=yMOFQTCzt2k
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Механическая модель электрических цепей