Физическим процессам

При упрощенном подходе суть физического моделирования можно пояснить следующим образом. Пусть имеется уравнение, описывающее определенную зависимость между физическими величинами ?,,., геометрическими координатами xk и временем / (/, k=\, 2,...). Аналогичное уравнение может быть записано для физических величин модели ?,JM, ее координат xkM и времени гм, причем значения ^/м, xkM и tM связаны масштабными коэффициентами /гь;, mkx и w, с соответствующими величинами <;,., xk и г, описывающими реальную систему, т. е. ^,-м==т^;, xkM = mkxxk, tM = mtt. Если после подстановки этих соотношений в уравнение для модели оговорить для масштабов такие условия, что оно' тождественно превратится в исходное уравнение для реальной системы, то подобие модели и системы при рассмотрении определенного процесса будет обеспечено. Число условий подобия зависит от числа основных исходных уравнений, описывающих совокупность процессов в рассматриваемой системе.

Производные единицы СИ образуются с помощью простейших уравнений связи, которые по форме идентичны уравнениям между физическими величинами.

Относительные величины. При составлении уравнений, расчетах, графических построениях и аналитических исследованиях удобно пользоваться не физическими величинами, выраженными в размерных единицах (вольтах, амперах, омах и т. д.), а относительными безраз-

Представление информации в аналоговых вычислительных машинах. В общем случае аналоговая ЭВМ — специально сконструированная материальная система (модель), предназначенная для воспроизведения (моделирования) определенных, характерных для данного класса задач, соотношений между непрерывно изменяющимися физическими величинами — аналогами соответствующих исходных математических переменных решаемой задачи. Б зависимости от физического процесса, положенного в основу модели, различают электронные, электромеханические, механические, гидравлические, пневматические и другие аналоговые ЭВМ. В электронных аналоговых ЭВМ в качестве переменных используют электрическое напряжение и токи. В других типах этих машин в качестве переменных используются другие физические параметры, соответствующие конкретному типу ЭВМ. Создание модели какой-либо решаемой на аналоговой ЭВМ задачи обычно производится путем коммутации входов и выходов операционных усилителей на специальной коммутационной панели.

Основная единица должна обеспечивать удобство измерений и относительную простоту ее воспроизводства в разных странах. Изготовление и хранение эталонов единицы физической величины не должно приводить к чрезмерным материальным затратам. Желательно также, чтобы основные единицы были связаны с фундаментальными физическими величинами, например с такими, как протяженность, время, количество вещества.

Коэффициент k иногда называют статическим коэффициентом усиления, подчеркивая этим, что он определяет соотношение между выходной и входной физическими величинами в установившемся режиме (р == 0). Он может быть как размерным, так и безразмерным в зависимости от физических величин на входе и на выходе звена.

часто уже не являются реальными физическими величинами, которые можно измерить, а представляют собой лишь удобные математические величины, строго определенным образом связанные с физическими переменными. Следует подчеркнуть, что все математические ограничения, накладываемые на уравнения в соответствии с физическими особенностями конкретной машины, должны относиться к физическим величинам, а не к фиктивным, полученным в результате преобразований.

Различают основные и производные величины. Под основными физическими величинами понимают величины, имеющие наиболее важное значение и не подлежащие определению через другие величины (например, масса, длина, время). Все прочие физические величины, установленные на основании известных закономерностей через основные величины, называются производными (к производным, например, относятся: площадь, объем, скорость движения и т. п.).

Следует обратить внимание, что заряд и поток индукции являются различными физическими величинами и поэтому должны иметь разные единицы измерения. Выражение (3-19), в котором постоянная ko принята равной единице, строго говоря, не соответствует существу явления и в принципе неверно.

Аппаратурно-процессная единица как элемент технологического процесса должен описываться определенными физическими величинами и количеством обрабатываемого материала или изделий на входе и выходе из элемента процесса. Характеристика элемента процесса будет однозначной только в том случае, если она содержит столько данных, сколько необходимо для определения всех других, интересующих инженера-технолога.

Физическое моделирование состоит в отыскании критериев подобия изучаемой модели и объекта. Практически это означает изучение данного физического процесса в различных масштабах, варьируя определенными физическими величинами. Использование критериев подобия оправдало себя при анализе детерминированных процессов, описываемых определенными физическими законами.

Основное внимание уде/юно физическим процессам в накопи гелях, особенностям их характеристик и ма тематических моделей, а 1акже сопоставлению накопителей различных типов. Изложены принципы технической pea лизании накопи гелей энергии и рассмотрены рациональные области их использования.

При написании книги авторы испытывали существенные затруднения. Во-первых, необходимо было отыскать такой физический и математический аппарат, который позволил бы с общих позиций описать широкий круг явлений и процессов в СПИ. В качестве такого аппарата были использованы теория анализа искажений сигналов в линейных устройствах СПИ при различных видах модуляции, теория оценки помехозащищенности от собственных шумов, теория дискретизации по временным и пространственным параметрам. Однако многие блоки и устройства СПИ существенно отличаются друг от друга как по физическим процессам, так и по математическому описанию. Это заставило авторов ограничиться теми из них, которые могли быть объяснены с помощью дисциплин, изучаемых студентами прежде. Во-вторых, по мнению авторов, курс «Телевидение и передача изображений» является системным, который следует изучать после таких курсов, как «Многоканальные системы передачи» и «Системы радиорелейной и спутниковой связи». Тогда многие вопросы можно было бы рассмотреть более сжато, уделив больше внимания специфическим проблемам СПИ.

В гл. III и IV рассматривалась работа идеального выпрямителя, в котором не учитывались элементы Ls, гтр и гв ( II 1.1, б), т. е. трансформатор и вентили принимались идеальными. Такое рассмотрение значительно упростило анализ работы схем, позволило уделить больше внимания основным физическим процессам, происходящим при выпрямлении, и дало возможность вывести ряд важных расчетных соотношений, определяющих режим работы выпрямителей. Однако в реальном выпрямителе имеется потеря напряжения из-за индуктивности рассеяния Ls [см. формулу (II 1.1)] и сопротивлений обмоток трансформатора Гтр [см. формулу (III.2)] и вентиля ги, которые вносят свои поправки как в физические процессы выпрямления, так и в расчет схем. Ниже проведен такой учет при условии, что гпр не зависит от величины тока, протекающего через вентиль, и что г0б -*• °о. Эти допущения вполне правомерны для вентилей, применяемых на практике, и не вносят заметных погрешностей в результаты расчета выпрямителей.

Стрелки и знаки полярности на VIII. 14, ж соответствуют физическим процессам в стабилизаторе при возрастании [/вх. Работа стабилизатора описывается следующей системой уравнений:

Процесс теплообмена между поверхностью тела и средой относится к сложным физическим процессам и зависит от большого количества факто-роч.

Первый тип погрешности имеет место при любых расчетах и определяется приближенностью исходных соотношений и зависимостей применительно к физическим процессам в реальных электротехнических устройствах и цепях. Поэтому следует обращать внимание на то, чтобы диапазоны изменения параметров (тока, частоты, выделяемой мощности и т. д.) не выходили за пределы, в которых выполняются принятые для расчета исходные соотношения. Если же это условие не выполняется, то необходима коррекция исходной характеристики, в частности учет изменения сопротивления от перегрева или частоты протекающего тока, от влияния условий внешней среды.

При такой широко используемой научной абстракции возникает необходимость дать наименование той области пространства, в которой существует электромагнитное поле, но в которой отсутствуют известные нам частицы материи. В дальнейшем для обозначения такой области пространства условимся применять термин п у-с т о т а, Этот термин будем относить только к понятию о пространстве как форме существования материи в виде поля, но не к происходящим в этом пространстве физическим процессам, помня при этом, что пространство неотделимо от происходящих в нем материальных процессов, что абсолютно пустого пространства, не заполненного физической материей, нет и не может быть и что в той области пространства, которую будем называть пустотой,

Формула (11.12) выражает математическую модель надежности межвитковой изоляции обмотки, состоящей из п пар проводников. Вычисление надежности по (11.11) и (11.12) требует определения соответствующих плотностей распределения напряжений f(UB) и g(UB) в аналитическом виде и их интегрирования. Точность вычислений зависит от соответствия принятых допущений реальным физическим процессам в изоляции обмотки, точ-ности аппроксимации экспе-г> риментальных данных аналитическим выражениям и пр.

Вторая глава посвящена физическим процессам, используемым в микроэлектронике. В последующих трех главах описываются конструкция, принцип построения, методы изготовления и особенности проектирования полупроводниковых, гибридных и больших интегральных микросхем.

Знаковые и знакосинтезирующие индикаторы служат для отображения буквенной и цифровой информации (например, в цифровых измерительных приборах) и по физическим процессам ничем не отличаются от неоновых ламп.

При такой широко используемой научной абстракции возникает необходимость дать наименование той области пространства, в которой существует электромагнитное поле, но в которой отсутствуют известные нам частицы материи. В дальнейшем для обозначения такой области пространства условимся применять термин пустота. Этот термин будем относить только к понятию о пространстве как форме существования материи в виде поля, но не к происходящим в этом пространстве физическим процессам, помня при этом, что пространство