В моём кругу есть люди с разным образованием, - юристы, экономисты, экологи, медики. Конечно же мы общаемся, и иногда возникают интересные вопросы. У каждого свой взгляд и своё мироощущение. И на самом деле очень много общего, осознание чего приходит с погружением в профессию. Я буду раскрывать всё с технического аспекта, но и подключать другие взгляды, во всяком случае, как я это воспринимаю со стороны.
1. Статические процессы.
Сюда я бы отнес все процессы, у которых время переходного процесса не учитывается или просто не важно. То есть включенная лампочка - это статический процесс по большому счету, так как во время включения или выключения нам не важно, за какой период она выйдет на режим, - 0.1 секунды или 1.5 секунды. Аналогично и с затуханием после выключения.
Как вы понимаете, люди, не знакомые с любой темой, начинают знакомство со статическими процессами. Так, если поставить лампочку и один выключатель, подключив их по схеме, то такая система будет работать и больших сложностей тут нет. Подобное есть в механике, гидравлике, экономике и ряде других направлений.
Что видно из протекания статических процессов? А то, что любой процесс понятен и поддаётся простым расчётам. Одна лампочка потребляет 20 Вт. Машина стоит или едет со скоростью 60 км/ч (хотя там идут разные процессы), но при этом расход статичен. Даже играя в роботов и создавая для них программы, дети играют в статические процессы. То есть они прогнозируют все действия и результаты работы в простых соотношениях. Это нормально и там полно других задач.
На самом деле, большинство систем рассчитываются и проектируются с точки зрения динамических свойств системы. Даже простое колесо от телеги собрано с учетом того, что оно будет вибрировать, стукаться о камни, ускоряться или затормаживать, но оно для статического качения имеет лишь один признак - круглость.
Но мы идем далее.
2. Динамические процессы.
На самом деле ничего нет постоянного, и любой статический процесс получен путём изменения своего состояния. Свет, как минимум, надо включить или выключить. Поэтому можно условно считать, что статический процесс - это одно из состояний динамического процесса.
Вот здесь уже интереснее. Вся соль "динамики" в том, что система меняется под внешние условия, или от изменения управляющего сигнала. Но не это главное. Идея в том, что во время переходных процессов система испытывает перегрузки и работает на предельных режимах.
Опять к той же телеге. Сделали колесо (точнее, 4 штуки), поставили на оси и положили на них кузов. Катаете по прямой такую систему, и всё бы хорошо, но это будет без нагрузки, без неровностей, да и вибрация отсутствует. А вот если к лошади прицепить, да еще пару тонн сверху накинуть и по гравию пустить, совсем другая картина нарисуется. Начнут проявляться те углы и силы, о которых при статике и не подумаете.
Простой пример гидроударов в системах с жидкостями. Включили насос скважинный, вода столбом вверх пошла и в первый поворот бить будет. Или если реле давление неправильно установить, то столб воды в него ударит, а значит оно резко отрубит насос, давление скачком упадет и снова запустится насос от реле давления. И таких примеров привести можно много .
В электричестве таких заморочек очень много. Причем на каждом направлении - свои. В силовой коммутации это подгорание контактов, перегрев обмотки, вибрация и дуга.
Напрашивается вполне простой вывод. Что кроме основных расчетов, требуется расчет динамических характеристик. А он уже вычисляется с учетом предельных статических характеристик. Так, например, если авто выдерживает 500 кг нагрузки, то необходимо вводить ограничение на грузоподъемность 400 кг, так как в момент раскачивания на осях будет приходиться те же 500 кг и даже больше (эти цифры взята для примера).
А если честно, то далеко ходить не надо, посмотрите на свой организм. Попробуйте просто пешком идти или побегать челночным бегом. Результат будет очевидным. Или подняться на 25 этаж пешком в спокойном ритме или забежать туда на всех скоростях. Как вы понимаете, от второго прохода вы будете намного дольше восстанавливаться.
Но это всё темы для отдельных и глубоких разговоров. Я предлагаю ознакомиться с термином
3. СМО (система массового обслуживания), или управление через потоки.
Этот этап уже следующий. СМО это, конечно, лихо назвал, но всё-таки любая нагруженная система к этому подходит. Когда имеет смысл об этом говорить, - когда система имеет регулярную загрузку и очень часто находится в режиме изменения своего состояния. В этот момент начинаются подключаться другие особенности работы системы.
Рассмотрим пример автомата изготовления кофе. В статическом режиме он покоится и просто ожидает старта. В момент, когда запускается подготовка, аппарат переходит к приготовлению воды - нагрев и подача (условно статические состояния) и затем подает кофе покупателю. В момент подготовки он меняет свое состояние 3-5 раз и снова возвращается в исходное. Динамика здесь в подаче и нагреве воды, в работе приводов и механической части. А теперь представим, что такая установка начала работать интенсивнее в несколько раз. То есть, установка в среднем работала с частотой 1 клиент в 10 минут. Итого получается, что за 2 минуты приготовили кофе, а остальное время - остывание и так далее. Но если предположить, что выстроилась очередь из нескольких человек, то система будет работать, не останавливаясь. Несложно догадаться, что на 5 -6 человеке из очереди температура из-за трения, работы обмоток, подогрева воды не будет успевать вернуться в исходное состояние. В принципе, начнется тепловое расширение некоторых частей. Если продолжать нагружать систему, то, например на 200-ом человеке, она откажется работать. Произойти может много чего. Перегрев мотора, перегорание ТЭНа. заклинивание механики. Это лучше всего скажет сервис-центр, куда привезут эту машину ремонтировать.
Как вы понимаете, наличие потока определяет необходимость регулярного обслуживания и ремонта. И этим отличаются бытовые приборы от полупрофессиональных и профессиональных. Это касается всего - инструментов, приборов, одежды, транспорта. И тут стоит ввести понятие плотность потока и его характер. Про полную загрузку я написал специально, чтобы сразу рассматривать предельные условия. На самом деле, полупрофессиональное оборудование отличается от профессионального тем, что предназначено для менее нагруженного потока и более мягких условий эксплуатации. Бытовое оборудование вообще не предназначено для потокового использования. Сколько раз вы готовите ножом мясо дома, и сколько раз готовит мясо шеф-повар в ресторане? Во-первых, у него набор ножей, во-вторых, у него за раз может быть несколько видов мяса.
4. Многопоточность и работа глобальных систем.
Этот этап имеет смысл рассматривать при построении сложных систем и комплексов. Когда у вас не один поток, а сотни, то система работает по законам для данной системы. Сюда можно отнести человеческий организм, комплексы заводов и фабрик, инфраструктуры огромных городов. На самом деле всё это давно просчитывается и моделируется. Вопрос только в том, что раньше для этого требовалось больше времени. Сегодня есть электронные базы данных, цифровая обработка, высокая частота обработки сигнала. Этот этап всегда имеет смысла держать в голове, так как рано или поздно будете "упираться" в такие системы. Но это уже отдельная история.
Вообще, данная статья может вполне подойти под программные продукты и интернет-сервисы и ресурсы. Сайт для обработки в 100 посетителей за день и сайт для обработки в 100 посетителей в секунду будут значительно отличаться как в реализации, так и в стоимости.
Итак, небольшой итог.
Любая система формируется под статические характеристики с учетом динамических изменений. Частота использования динамических характеристик формирует реакцию системы на поток. Поток может быть однородным, разнородным. Их может быть несколько. Когда вы создаёте устройство, то всегда помните о том, как и в каких условиях оно будет использоваться.
У меня всё, благодарю за внимание.
👍👍 Буду признателен 👍👍
Кроме того, Вам могут быть полезны статьи:
🔹 Словарь терминов электроники .
🌞 Группа ВК.
👍👍 Буду признателен 👍👍