Cтраница 1
Роль измерений исключительно велика - ни одна отрасль хозяйства страны не может обойтись без них.
Роль измерений в жизни и развитии человеческого общества огромна. Любая область науки и техники немыслима без измерений. В настоящее время на измерения в научных исследованиях, на производстве и в эксплуатации различных устройств затрачивается более десятой части общественного труда. А во многих областях, например в радиоэлектронной или космической, их доля достигает половины всех затрат. Уровень измерительной техники является одним из важнейших показателей научно-технического прогресса.
В роли измерений выступают реквизиты-признаки, используемые для формирования итоговых показателей; в роли ресурсов - реквизиты-основания итоговых показателей.
О роли измерений тех или иных физических величин ориентировочно можно судить по составу парка измерительных приборов. Какими данными характеризуется парк средств измерений в нашей стране.
Велика роль измерений в проблеме повышения качества выпускаемой продукции. Действительно, результаты измерений, выполненных в процессе макетирования, испытаний, отработки изделий, являются главным источником информации, на основе которой в их конструкцию, технологию изготовления вносятся соответствующие коррективы. Получение недостоверной информации приводит к снижению качества продукции, авариям, неверным решениям.
Значительна - роль измерений плотности в организации правильной системы количественного учета жидких веществ при их приемке, хранении и отпуске, когда масса жидкостей (например, горюче-смазочных) не может быть измерена непосредственным взвешиванием на весах. Количество жидкости сначала определяют в объемных единицах, а затем, умножая на плотность, найденную для тех же условий, что и объем, переводят полученный результат в единицы массы.
Чтобы правильно понять, какова роль измерения, нужно разобраться в том, как оно осуществляется. Для измерения необходимо взаимодействие между системой, над которой проводится измерение, и измерительным прибором. При этом показания измерительного прибора должны выражаться в макроскопическом эффекте, непосредственно воспринимаемом нашими органами чувств, таком, как перемещение стрелки по шкале.
Ранее было отмечено, что роль измерений постоянно возрастает.
Развитие науки и техники неразрывно связано с возрастанием роли измерений. Многообразие видов измерений и средств измерений неуклонно возрастает, причем это качественное и количественное развитие измерений должно идти в рамках обеспечения единства измерений, под которым понимается выражение результата измерения в узаконенных единицах с указанием значений характеристик погрешностей.
Задачи, иллюстрирующие основные положения современной метрологии, показывающие роль измерений в науке, производстве, торговле, повседневной жизни, помогут Вам оценить важность Вашего труда, если Вы - метролог, дадут возможность лишний раз убедиться в необходимости грамотного подхода к проведению измерений, если Вы - экспериментатор, заострят Ваше внимание на проблемах совершенствования средств измерений, если Вы - приборостроитель.
По мнению авторовгулучшение удельных характеристик не снижает, а повышает роль измерения величины Суд для оценки внутреннего теплового сопротивления.
В современном обществе по мере познания им природы все более возрастает роль измерений.
Постоянно ведущееся совершенствование стандартов ГСИ и других документов законодательной метрологии отражает объективный процесс возрастания роли измерений в современной науке и технике, стремление к повышению эффективности технологических процессов и качества выпускаемой продукции.
Представлен обзор работ по вопросам измерений и экспериментов; определяющих современный уровень проектирования систем программного обеспечения. Обсуждается роль измерений в создании теоретических моделей, причем особо выделяются меры по обеспечению надежности и достоверности. В качестве примеров излагаются современные методы измерения характеристик программных средств и, в частности, обсуждаются метрики сложности программного обеспечения, связанные с процессом передач управления, связность модулей и теория программных средств Холстеда. Рассматривается также использование экспериментальных методов при оценке причинно-следственных связей. Проводится обзор конкретных программ экспериментальных работ, предусматривающих исследование операторов условных и безусловных передач управления. В заключение утверждается, что прогресс в области проектирования программных средств во многом связан с совершенствованием способов измерений и экспериментальной оценки методов и практических результатов проектирования систем программного обеспечения.
Вообще говоря, весь менеджмент и процесс принятия решений в высшей степени зависят от информации о текущем состоянии и о его развитии во времени. Измерение - важнейший источник этой информации. Когда обсуждается совершенствование бизнес-процессов, измерение уровня показателей процесса - важный и необходимый элемент. Оно должно дать информацию о том, насколько хорошо этот процесс реализуется и насколько хороши результаты, которые он дает. Наличие значимой и относящейся к делу информации о процессах дает возможность определить отправную точку для начала процесса совершенствования, что в свою очередь позволяет: идентифицировать процессы или области, которые нуждаются в совершенствовании; составить представления о направлении развития с течением времени, т.е. о тренде показателей; сравнить уровень собственных показателей с уровнем показателей других организаций; оценить, дают ли начатые (или уже завершенные) проекты какой-либо результат или возможен ли результат в будущем? основываясь на этом, оценить, какими инструментами стоит пользоваться в будущем для совершенствования.Смысл вышесказанного заключается в одной фразе: «Нельзяуправлять тем, чего нельзя измерить».
Вот важнейшие положения об измерениях. «Что измерил, то и получил». Это означает, что, как правило, именно тем участкам работы, на которых проводился мониторинг и выполнялись измерения, в первую очередь уделяется внимание, для них изыскиваются ресурсы; «Измерения определяют поведение». Это означает, что выполнение измерений часто ведет к переменам в системе, к ее приспособлению к новым ориентирам.
Ранее отмечалось, что обычно компании делятся на функциональные отделы. Доминирующее направление мониторинга показателей - оценка финансовых параметров, которые, как правило, берутся прямо из бухгалтерской отчетности. Проблема заключается в том, что такие способы мониторинга часто вступают в прямое противоречие с процессом совершенствования и мешают проведению соответствующих мероприятий. Дело в том, что многие усилия по совершенствованию бывает очень трудно адекватно оценить обычным инвестиционным анализом. Как правило затраты нужны как для обучения, так и собственно для проведения проекта. А вот результаты совершенствования в значительной степени имеют операционный характер. Например, это сокращение времени, снижение доли дефектов и т.д. Этим показателям бывает очень трудно дать оценку в финансовых терминах, так как результат таких улучшений проявляется не сразу, а по истечении некоторого времени, т.е. в будущем. Поэтому бывает трудно добиться выделения ресурсов и времени для проектов совершенствования.
В последние годы разработки были направлены на создание более оперативных систем измерения показателей. Однако общие вопросы измерения показателей и интенсификация этих процессов лежат за рамками этой книги. Для поддержки подхода к улучшениям, рассматриваемого в этой книге, надо создать систему со следующими элементами: Непрерывное измерение соответствующих аспектов показателей основных бизнес-процессов, примерно 15-30 процессов. Что подразумевается под «соответствующими аспектами» - обсуждается далее в этой главе. Все эти измеряемые показатели вместе должны образовывать законченную и целостную приборную панель, которую можно использовать для непрерывно го мониторинга показателей. В отличие от допотопного «рубильника» финансового отдела, который с большим запаздыванием то включает, то выключает красный свет, предупреждая о прибыли или об убытках, новая приборная панель будет содержать комплекс измерительных приборов, по которым можно оценить реальное положение дел (см. рис. 4.1). Эта приборная панель укажет на любые возникающие негативные тренды, покажет развитие во времени, поможет определить предпосылки для проведения конкретных усилий по совершенствованию.
Однако нужно быть осторожным и не переусердствовать с измерениями.
Рис. 4.1. Различные измерительные системы
Пример.
Компания Xerox (США) и компания Rank Xerox в Европе, каждая в своей стране, занимали передовые позиции в области разработки системы оперативного измерения показателей. Однако их усилия были так велики, что в этих компаниях возникла даже шутка: «Если нечто двигается, измерь это!» Это, конечно, привело к появлению избыточности информации, которой никто никогда не пользуется, и не потому, что она неинтересна, а потому что нет времени, чтобы ее просмотреть. По этой причине к любой информации стали относиться пренебрежительно, даже к информации действительно важной. Все мероприятия по измерению показателей потеряли свою актуальность.
В заключение этого раздела хотелось бы привести несколько «расхожих дилетантских правил» проведения измерений: Измерение - это не к добрутечение длительного времени, особенно начиная с эры Тейлора, с его изучением хронометража и движений, измерения часто были направлены на контроль сотрудников. Способы измерений, которые предлагаются в этой книге, имеют совсем другую направленность. Они проводятся не для того, чтобы искать козла отпущения, а для того, чтобы понять, настолько хорошо действуют процессы. Очень важно разделить измерение и оценку, которая делается на его основе. Само по себе измерение никогда никому не вредило. Это только интерпретация результатов измерений и ее использование могло иметь негативные последствия. Чем точнее, тем лучше1. Всемерное повышение точности измерений может быть актуальным для технических систем или для бухгалтерской отчетности, но не для измерения показателей. Часто цель измерения показателей - установление того, достигнуто улучшение или нет, а вовсе не определение точного уровня показателей. Вкладывание больших средств в развитие чрезмерно точных измерительных систем на самом деле может замедлить и затормозить практическое внедрение этих систем. Так что нужен более практичный подход.
Все решают только деньги1. Традиционное рассмотрение окружающего мира через призму денег, утверждение, что только деньги надежный показатель всего - оказалось главным препятствием на пути развития более «мягких» направлений в системах измерения. Такие показатели, как качество рабочей ситуации, способность продукта удовлетворить потребности покупателя и т.д. также доставляют ценную информацию. Их не стоит отбрасывать только потому, что для них нет соответствующего денежного эквивалента. Все должно быть строго по стандартам! Совсем наоборот. Стандарты часто рассматривают как верхний предел показателей. Хороший стандарт подразумевает, что пока вы с ним работаете, у вас нет нужды в совершенствовании.
Заслуги физики трудно переоценить. Будучи наукой, изучающей наиболее общие и фундаментальные законы окружающего нас мира, она неузнаваемо изменила жизнь человека. Когда-то термины « » и « » были синонимами, так как обе дисциплины были направлены на познание мироздания и управляющих им законов. Но позже, с началом научно- , физика стала отдельным научным направлением. Так что же она дала человечеству? Чтобы ответить на этот вопрос, достаточно оглянуться вокруг. Благодаря открытию и изучению электричества люди пользуются искусственным освещением, их жизнь облегчают бесчисленные электрические устройства. Исследование физиками электрических разрядов привело к открытию . Именно благодаря физическим исследованиям во всем мире пользуются интернетом и сотовыми телефонами. Когда-то ученые были уверены в том, что аппараты тяжелее воздуха летать не могут, это казалось естественным и очевидным. Но Монгольфье, изобретатели воздушного шара, а за ними и братья Райт, создавшие первый , доказали необоснованность этих утверждений. Именно благодаря человечество поставило себе на службу силу пара. Появление паровых машин, а вместе с ними паровозов и пароходов, дало мощный толчок к . Благодаря укрощенной силе пара люди получили возможность использовать на заводах и фабриках механизмы, не только облегчающие труд, но и в десятки, сотни раз повышающие его производительность.Без этой науки не были бы возможны и космические полеты. Благодаря открытию Исааком Ньютоном закона всемирного тяготения появилась возможность рассчитать силу, необходимую для выведения космического корабля на орбиту Земли. Знание законов небесной механики позволяет запущенным с Земли автоматическим межпланетным станции успешно достигать других планет, преодолевая миллионы километров и точно выходя к назначенной цели.Можно без преувеличения сказать, что знания, добытые физиками за века развития науки, присутствуют в любой области человеческой деятельности. Окиньте взглядом то, что вас сейчас окружает – в производстве всех находящихся вокруг вас предметов важнейшую роль сыграли достижения физики. В наше время эта активно развивается, в ней появилось по-настоящему загадочное направление, как квантовая физика. Открытия, сделанные в этой области, могут неузнаваемо изменить жизнь человека.
Источники:
- нужна ли физика
В эпоху промышленного и технологического прогресса философия отошла на задний план, далеко не каждый человек сможет внятно ответить на вопрос о том, что это за наука и чем она занимается. Люди заняты насущными проблемами, их мало интересуют оторванные от жизни философские категории. Значит ли это, что философия потеряла свою актуальность и больше не нужна?
Философию определяют как науку, изучающую первопричины и начала всего сущего. В этом смысле она является одной из самых важных для человека наук, так как пытается найти ответ и на вопрос о причине человеческого бытия. Зачем живет человек, для чего ему дана эта жизнь? Ответ на этот вопрос определяет и пути, которые человек выбирает.
Будучи поистине всеобъемлющей наукой, философия включает в себя самые разные дисциплины и пытается найти ответы на важные для человеческого бытия вопросы – есть ли Бог, что есть добро и зло, вопросы старости и смерти, возможности объективного познания реальности и т.д. и т.п. Можно сказать, что естественные науки дают ответ на вопрос «как?», в то время как философия пытается отыскать ответ на вопрос «почему?»
Считается, что сам термин «философия» придуман Пифагором, в переводе с греческого он означает «любовь к мудрости». Следует отметить, что в отличие от других наук, в философии никто не обязывает основываться в своих рассуждениях на опыте предшественников. Свобода, в том числе и свобода мысли, является для философа одним из ключевых понятий.
Философия возникла независимо в Древнем Китае, Древней Индии и Древней Греции, откуда и начала распространяться по всему свету. Классификация существующих ныне философских дисциплин и направлений достаточно сложна и не всегда однозначна. В общефилософские дисциплины входит метафилософия, или философия философии. Существуют философские дисциплины, исследующие способы познания: логика, теория познания, философия науки. К теоретической философии относятся онтология, метафизика, философская антропология, философия природы, естественное богословие, философия духа, философия сознания, социальная философия, философия истории, философия языка. В практическую философию, иногда называемую философией жизни (аксиологией), входят этика, эстетика, праксиология (философия деятельности), социальная философия, геофилософия, философия религии, права, образования, истории, политики, хозяйства, техники, экологии. Существуют и другие направления философии, вы можете познакомиться с полным перечнем, заглянув в специализированную философскую литературу.
Несмотря на то, что новый век вроде бы оставляет философии мало места, ее практическая значимость ничуть не уменьшается – человечество по-прежнему ищет ответы на волнующие его вопросы бытия. И от ответа на эти вопросы зависит то, каким путем пойдет человеческая цивилизация в своем развитии.
Видео по теме
Связанная статья
Дисциплина в широком понятии – следование установленным правилам, регламентам. На производстве эти регламенты и режимные ограничения определены официально утвержденным документом - «Правилами внутреннего распорядка». С ними работник знакомится при приеме на работу и, подписывая трудовой договор, он формально обязуется их выполнять.
В идеале, на предприятии, где установлена «железная» дисциплина, все сотрудники строго и точно соблюдают порядок, режим работы и правила, установленные законами, подзаконными и локальными актами, положениями, инструкциями и приказами по организации, а также неукоснительно выполняют распоряжения руководителей. Понятно, что такую дисциплину сейчас не встретишь даже . Но насколько она необходима и для ?
Дисциплина призвана обеспечить единство и преемственность в рабочих и технологических процессах, что отражается на качестве производимой продукции и предоставляемых услуг. Именно дисциплина делает производственное поведение сотрудников предсказуемым, поддающимся планированию и прогнозированию. Это позволяет обеспечить взаимодействие те только на уровне рядовых исполнителей, но и между подразделениями предприятия в целом. От нее зависит эффективность труда, а, значит, количественные и качественные его показатели.
Существуют объективные и субъективные аспекты дисциплины. Объективные находят выражения в той системе установленных норм и правил, которая действует на предприятии. Субъективные представляют собой желание каждого работника выполнять их. Задача руководства – создать в компании такие условия, когда требования дисциплины ставились бы выше интересов отдельных членов трудового коллектива. В этом случае отпадает необходимость в осуществлении контрольных и сдерживающих функций со стороны руководства – коллектив сам мобилизуется на борьбу с бесхозяйственностью, бюрократизмом, прогулами и прочими явлениями, мешающими нормальной работе.
Не следует ожидать от сотрудников выполнения норм дисциплины, когда руководство предприятия само постоянно нарушает его, необоснованно привлекая их к внеплановым и авральным работам, работе во внеурочное время и выходные дни. В этом случае сотрудники вполне справедливо будут считать, что трудовую дисциплину в обычный рабочий день можно нарушить, поскольку они трудятся во внеурочное время. Если вы – управленец, то начните выполнять требования дисциплины с себя. Только в этом случае вы сможете требовать этого от своих подчиненных и избежите саботажа.
Видео по теме
Казалось бы, чем меньше слов в языке, тем проще общаться. Зачем «придумывать» такие разные слова для обозначения одного и того же, по сути, предмета или явления, т.е. ? Но при внимательном их рассмотрении становится понятно, что синонимы несут в себе ряд совершенно необходимых функций.
Богатство речи
В сочинениях младших школьников нередко можно встретить текст примерно такого содержания: «Лес был очень красивым. Там росли красивые цветы и деревья. Это была такая красота!». Происходит подобное оттого, что словарный запас ребенка еще довольно мал, и он не научился пользоваться синонимами. В речи взрослого человека, особенно письменной, такие повторы считаются лексической ошибкой. Синонимы позволяют разнообразить речь, обогатить ее.
Оттенки смысла
Каждый из синонимов, хотя и выражает похожее значение, но придает ему свой особый оттенок смысла. Так, в синонимическом ряду «неповторимый – удивительный – впечатляющий» слово «удивительный» обозначает предмет, вызывающий в первую очередь удивление, «неповторимый» - предмет, не похожий на остальные, единственный в своем роде, а «впечатляющий» - производящий сильное впечатление, но этим впечатлением может быть нечто другое, нежели простое удивление, а также этот предмет может быть похож на подобные ему, т.е. не быть «неповторимым».
Эмоционально-экспрессивная окраска речи
Синонимический ряд содержит слова, имеющие различное экспрессивно-эмоциональное значение. Так, «глаза» - слово нейтральное, обозначающее орган зрения человека; «очи» - слово, принадлежащее к книжному стилю, обозначает также глаза, но, как правило, большие и красивые. А вот слово «буркалы» тоже обозначает большие глаза, но не отличающиеся красотой, скорее уродливые. Слово это несет в себе негативную оценку и принадлежит к разговорному стилю. Еще одно разговорное слово «зенки» обозначает также некрасивые глаза, но маленького размера.
Уточнение значения
Большинство заимствованных слов имеют -аналогию в русском языке. Их можно использовать для уточнения значения терминов и других специальных слов иностранного происхождения, которые могут быть непонятны широкому кругу читателей: «Будут приняты превентивные, т.е. профилактические меры»
Как ни парадоксально, но синонимы могут выражать и противоположные оттенки значения. Так, у Пушкина в «Евгении Онегине» встречается фраза «Татьяна смотрит и не видит», и это не воспринимается как противоречие, потому что «смотреть» - это «устремлять взгляд в определенном направлении», а «видеть» - это «воспринимать и осмысливать то, что предстает перед глазами». Точно так же не вызывают отторжения фразы «равные, но не одинаковые», «не просто мыслить, но размышлять» и т.п.
Видео по теме
Физика - это наука, изучающая основополагающие закономерности материального мира, описывающая с помощью законов свойства и движение материи, явления природы и ее структуру.
Роль и значение измерений в науке и технике. Перспективы развития электроизмерительной техники
Измерения являются одним из основных средств познания природы, ее явлений и законов.
Особенно важную роль играют электрические измерения, так как теоретическая и прикладная электротехника имеет дело с различными электрическими и магнитными величинами и явлениями, которые не воспринимаются непосредственно органами чувств. Поэтому обнаружение присутствия этих величин, количественное их, а так же изучение электрических и магнитных явлений возможно только при помощи электроизмерительных приборов.
Быстро развивающейся областью измерительной техники является измерение электрических величин электрическими приборами и методами. Это объясняется возможностью непрерывного измерения и записью его результатов на расстоянии, высокой точностью, чувствительностью и другими положительными свойствами электрических методов и приборов измерения. В современном производстве соблюдение любого технологического процесса и автоматизация управления обеспечиваются применением измерительной техники и тесно связанной с ней автоматики.
Таким образом, электрические измерения обеспечивают рациональное ведение любых технологических процессов, бесперебойную работу электроустановок и т.п., а следовательно, улучшают технико-экономические показатели работы предприятия.
Начертите структурную схему электронно-лучевого осциллографа и опишите назначение основных его узлов
Канал вертикального отклонения электронно-лучевого осциллографа предназначен для передачи входного напряжения на вертикальные отклоняющиеся пластины. Он включает аттенюатор, обеспечивающий ослабление входного сигнала до уровня получения на экране картинки необходимого размера, линию задержки и усилитель. С выхода усилителя сигнал поступает на вертикальные отклоняющиеся пластины.
|
Рис. 1 Структурная схема электронно-лучевого осциллографа
Канал горизонтального отклонения (канал развертки) служит для создания и передачи на горизонтально отклоняющие пластины напряжения, вызывающего горизонтальное перемещение луча, пропорционально времени.
Изображение формируется с помощью электронно-лучевой трубки, использующей электростатическое отклонение луча. В ней с помощью электронного прожектора формируется поток электронов в виде тонкого луча, который, достигая люминофора на внутренней поверхности экрана, вызывает его свечение. Отклонение луча по вертикали и горизонтали осуществляется с помощью двух пар пластин, на которые подаются отклоняющие напряжения. Исследуемое напряжение является функцией времени, и поэтому для его наблюдения необходимо, чтобы луч двигался по экрану в горизонтальном направлении пропорционально времени, а его перемещение по вертикали определялось входным исследуемым напряжением. Для движения луча по горизонтали к горизонтальным отклоняющимся пластинам прикладывается напряжение пилообразной формы, что обеспечивает перемещение луча слева направо с постоянной скоростью, быстрый возврат в начало экрана и очередное движение с постоянной скоростью слева направо. Исследуемое напряжение подается на вертикальные отклоняющие пластины, в результате положение луча в момент времени однозначно соответствует значению исследуемого сигнала в данный момент времени.
В осциллографе имеются два канала - канал вертикального (Y) и горизонтального (X) отклонения. Канал вертикального отклонения предназначен для передачи входного напряжения на вертикальные отклоняющие пластины. Он включает аттенюатор, обеспечивающий ослабление входного сигнала до уровня получения на экране картинки необходимого размера, линию задержки и усилитель. С выхода усилителя сигнал поступает на вертикальные отклоняющие пластины. Канал горизонтального отклонения (канал развертки) служит для создания и передачи на горизонтальные отклоняющие пластины напряжения вызывающего горизонтальное перемещение луча, пропорционально времени.
В осциллографах применяются несколько видов развертки, основная из которых образуется с помощью пилообразного напряжения. Чтобы линия развертки не мерцала при наблюдении, луч должен прочерчивать одну и ту же траекторию не менее 25…30 раз в секунду ввиду инерционной способности зрения человека.
Приведите схему и опишите, каким образом определяется место повреждения изоляции кабеля методом петли Муррея
Метод петли из жил кабеля - метод Муррея представляет собой использование схемы одинарного моста.
Для определения места пробоя между жилой и броней или землей концы б-б´ исправной и поврежденной жил кабеля закорачиваются. К двум другим концам а-а´ подключают магазины сопротивлений R и r А и гальванометр. Зажим, в котором соединены магазины резисторов, через батарею элементов соединен с землей.
Рис. 1 Схема метода петли из жил кабеля - метод Муррея
В результате имеем схему моста, равновесие которой определяется условием:
Определив r x , зная удельное сопротивление ρ материала жил кабеля и их сечение S, по формуле l x =r x S/ρ определяют расстояние от конца кабеля а´ до места повреждения изоляции.
При неизменном сечении жил кабеля r x и r можно заменить их выражением:
откуда определяется расстояние до места повреждения
Для проверки результата измерения производят второе аналогичное измерение, поменяв концы кабеля а и а´. При этом расстояние до места повреждения определяют по формуле:
где R´ и r´ A - значения сопротивлений плеч моста при втором измерении. Правильность результатов измерений подтверждается равенством l x + l y =2l
Определите напряжение на сопротивлении и наибольшую возможную относительную погрешность при его определении если напряжение на зажимах сети равно 220 В, а напряжение на сопротивлении R 1 = 180 В. Для измерения используются вольтметры класса точности 1,0 на 250 В
Из электротехники знаем:
U 2 = U - U 1 = 220 - 180 = 40 В
Наибольшая возможная относительная погрешность
где - относительная погрешность прибора, в нашем случае для класса точности 1,0 = 1,0%;
U н - номинальное напряжение вольтметра;
U - показание вольтметра.
Ответ: U 2 = 40 В, .
Измерительный прибор без шунта сопротивлением R A = 28 Ом имеет шкалу в 50 делений цена деления 0,01 A/дел. Определить цену деления этого прибора и предельную величину измеряемого тока при подключении шунта сопротивлением R Ш = 0,02 Ом.
Найдем шунтирующий множитель «р»
где r И - сопротивление прибора; r Ш - сопротивление шунта.
Найдем предельную величину измеряемого прибором тока
где W - количество делений прибора; N - цена деления
Найдем предельную величину измеряемого прибором тока при подключении шунта
где I max - предельная величина измеряемого прибором тока;
р - шунтирующий множитель
Найдем цену деления прибора при подключении шунта
где I′ max - предельная величина измеряемого прибором с шунтом тока; W - количество делений прибора
Ответ: А, А/дел.
На щитке счетчика написано: 220В, 5А, 1кВт·ч - 2000 оборотов диска. Вычислить номинальную постоянную счетчика, действительную постоянную, относительную погрешность, поправочный коэффициент, если при проверке счетчика на неизменное напряжение U = 220 В и неизменной величине тока I = 5 А диск сделал N = 37 оборотов за 60 с.
Определим номинальную постоянную счетчика
где W н - номинальное количество регистрируемой счетчиком энергии за N н оборотов диска
Определим действительную постоянную счетчика
где W - расчетное количество зарегистрированной энергии за N оборотов диска при проверке счетчика, при чем: W = U ∙ I ∙ t (U - неизменное напряжение подаваемое в течении времени - t при неизменной величине тока - I).
Определим относительную погрешность счетчика
где k н - номинальная постоянная счетчика; k - действительная постоянная счетчика, определенная при проверке.
Поправочный коэффициент будет равен
Ответ: Вт·ч/об, Вт·ч/об,
Номинальный ток амперметра 5А, класс точности его 1,5. Определить наибольшую возможную абсолютную погрешность.
Наибольшая возможная абсолютная погрешность:
где γ д - относительная погрешность амперметра, в нашем случае для класса точности 1,5 γ д = 1,5%; I н - номинальный ток амперметра.
Литература
- «Электрические измерения» В.С. Попов (М. 1974 г.)
- «Электротехника и электроника» под ред. проф. Б.И. Петленко М. 2003 г.
- Электрические измерения под редакцией Малиновского 1983 г.
Когда я пишу тексты за своим столом, я могу протянуть руку вверх, чтобы включить лампу, или вниз, чтобы открыть ящик стола и достать ручку. Протянув руку вперёд, я касаюсь небольшой и странной на вид статуэтки, которую мне на счастье подарила сестра. Потянувшись назад, я могу похлопать чёрную кошку, крадущуюся у меня за спиной. Справа лежат заметки, сделанные во время исследований для статьи, слева - куча вещей, которые необходимо сделать (счета и корреспонденция). Вверх, вниз, вперёд, назад, вправо, влево - я управляю самим собой в моём личном космосе трёхмерного пространства. Невидимые оси этого мира налагает на меня прямоугольная структура моего кабинета, определяемая, как и большая часть западной архитектуры, тремя составленными вместе прямыми углами.
Наши архитектура, образование и словари сообщают нам о трёхмерности пространства. Оксфордский словарь английского языка так пространство: «непрерывная область или простор, свободная, доступная или не занятое ничем. Измерения высоты, глубины и ширины, в рамках которых существуют и движутся все вещи». [словарь Ожегова похожим образом: «Протяженность, место, не ограниченное видимыми пределами. Промежуток между чем-н., место, где что-н. вмещается.» / прим. перев.
]. В XVIII веке утверждал, что трёхмерное евклидово пространство является априорной необходимостью, и нам, пресыщенным изображениями, созданными компьютером, и видеоиграми, постоянно напоминают об этом представлении в виде вроде бы аксиоматичной прямоугольной системы координат. В точки зрения XXI века это кажется уже почти самоочевидным.
И всё же идея о жизни в пространстве, описываемом какой-то математической структурой - это радикальная инновация западной культуры, сделавшая необходимостью опровержение старинных верований по поводу природы реальности. Хотя зарождение современной науки часто описывают как переход к механизированному описанию природы, вероятно, более важным его аспектом - и однозначно более длительным - был переход к понятию о пространстве как о геометрической конструкции.
В прошлом веке задача описания геометрии пространства стала основным проектом теоретической физики, в котором эксперты, начиная с Альберта Эйнштейна, пытались описать все фундаментальные взаимодействия природы в виде побочных продуктов формы самого пространства. Хотя на локальном уровне нас приучили думать о пространстве как о трёхмерном, общая теория относительности описывает четырёхмерную Вселенную, а теория струн говорит о десяти измерениях - или об 11, если взять за основу её расширенный вариант, М-теорию. Существуют варианты этой теории с 26-ю измерениями, а недавно математики с энтузиазмом приняли , описывающую 24 измерения. Но что это за «измерения»? И что означает наличие десяти измерений в пространстве?
Чтобы прийти к современному математическому пониманию пространства, сначала необходимо подумать о нём как о некоей арене, которую может занимать материя. По меньшей мере, пространство необходимо представить себе, как нечто протяжённое. Такая идея, пусть и очевидная для нас, показалась бы еретической , чьи концепции представления физического мира преобладали в западном мышлении в поздней античности и в средневековье.
Строго говоря, аристотелева физика включала в себя не теорию пространства, а лишь концепцию места. Рассмотрим чашку чаю, стоящую на столе. Для Аристотеля чашка была окружённой воздухом, самим по себе представлявшим некую субстанцию. В его картине мира не было такой вещи, как пустое пространство - были только границы между веществами - чашкой и воздухом. Или столом. Для Аристотеля пространство, если вы хотите его так называть, было лишь бесконечно тонкой гранью между чашкой и тем, что её окружает. Баз протяжённости пространство не было чем-то таким, внутри чего может быть что-то другое.
С математической точки зрения, «измерение» - это всего лишь ещё одна координатная ось, ещё одна степень свободы, становящаяся символической концепцией, не обязательно связанной с материальным миром. В 1860-х пионер в области логики Огастес де Морган, чьи работы повлияли на Льюиса Кэрролла, подытожил эту становящуюся всё более абстрактной область, отметив, что математика - это чисто «наука о символах», и как таковая не обязана связываться с чем-либо, кроме самой себя. Математика, в каком-то смысле, это логика, свободно перемещающаяся на полях воображения.
В отличие от математиков, свободно играющих на полях идей, физики привязаны к природе, и, по крайней мере, в принципе, зависят от материальных вещей. Но все эти идеи приводят нас к освобождающей возможности - ведь если математика допускает количество измерений больше трёх, и мы считаем, что математика оказывается полезной для описания мира, откуда нам знать, что физическое пространство ограничено тремя измерениями? Хотя Галилей, Ньютон и Кант принимали длину, ширину и высоту как аксиомы, не может ли в нашем мире существовать больше измерений?
Опять-таки, идея Вселенной с количеством измерений больше трёх проникла в сознание общества через художественную среду, на этот раз - через литературные рассуждения, наиболее известной из которых служит работа математика “ ” (1884). Это очаровательная социальная сатира рассказывает историю скромного Квадрата, живущего на плоскости, к которому однажды в гости приходит трёхмерное существо лорд Сфера, выводящее его в великолепный мир трёхмерных тел. В этом рае объёмов Квадрат наблюдает за его трёхмерной версией, Кубом, и начинает мечтать о переходе в четвёртое, пятое и шестое измерение. Почему не гиперкуб? Или не гипер-гиперкуб, думает он?
К сожалению, в Флатландии Квадрата причисляют к лунатикам и запирают в сумасшедший дом. Одной из моралей истории, в отличие от более слащавых её экранизаций и адаптаций, является опасность, таящаяся в игнорировании социальных устоев. Квадрат, рассказывая о других измерениях пространства, рассказывает и о других изменениях бытия - он становится математическим чудаком.
В конце XIX и начале XX веков масса авторов (Герберт Уэллс, математик и автор НФ-романов , придумавший слово «тессеракт» для обозначения четырёхмерного куба), художников (Сальвадор Дали) и мистиков ( [русский оккультист, философ, теософ, таролог, журналист и писатель, математик по образованию / прим. перев. ] изучала идеи, связанные с четвёртым измерением и тем, чем может стать для человека встреча с ним.
Затем в 1905 году неизвестный тогда физик Альберт Эйнштейн опубликовал работу, описывающую реальный мир как четырёхмерный. В его «специальной теории относительности» время добавлялось к трём классическим измерениям пространства. В математическом формализме относительности все четыре измерения связаны вместе - так в наш лексикон вошёл термин «пространство-время». Такое объединение было не произвольным. Эйнштейн обнаружил, что используя этот подход, можно создать мощный математический аппарат, превосходящий физику Ньютона и позволяющий ему предсказывать поведение электрически заряженных частиц. Электромагнетизм можно полностью и точно описать только в четырёхмерной модели мира.
Относительность стала чем-то гораздо большим, чем просто ещё одной литературной игрой, особенно когда Эйнштейн расширил её от «специальной» до «общей». Многомерное пространство приобрело глубинное физическое значение.
В картине мира Ньютона материя движется через пространство во времени под влиянием естественных сил, в частности, гравитации. Пространство, время, материя и силы - различные категории реальности. С СТО Эйнштейн демонстрировал объединение пространства и времени, уменьшая количество фундаментальных физических категорий с четырёх до трёх: пространства-времени, материи и сил. ОТО делает следующий шаг, вплетая гравитацию в структуру самого пространства-времени. С четырёхмерной точки зрения, гравитация - всего лишь артефакт формы пространства.
Чтобы осознать эту примечательную ситуацию, представим её двумерный аналог. Представьте себе батут, нарисованный на поверхности декартовой плоскости. Теперь разместим на решётке шар для боулинга. Вокруг него поверхность натянется и исказится так, что некоторые точки отдалятся друг от друга сильнее. Мы исказили внутреннюю меру расстояния в пространстве, сделали её неровной. ОТО говорит, что именно такому искажению тяжёлые объекты, такие, как Солнце, подвергают пространство-время, и отклонение от декартового совершенства пространства приводит к появлению явления, которое мы ощущаем, как гравитацию.
В физике Ньютона гравитация появляется из ниоткуда, а у Эйнштейна она естественным образом возникает из внутренней геометрии четырёхмерного многообразия. Там, где многообразие наибольшим образом растягивается, или отходит от декартовой регулярности, гравитация ощущается сильнее. Это иногда называют «физикой резиновой плёнки». В ней огромные космические силы, удерживающие планеты на орбитах вокруг звёзд, а звёзды на орбитах в рамках галактик, являются ничем иным, как побочным эффектом искажённого пространства. Гравитация - это буквально геометрия в действии.
Если переход в четырёхмерное пространство помогает объяснить гравитацию, то будет ли какое-либо научное преимущество у пятимерного пространства? «Почему бы не попробовать?» - спросил в 1919 году молодой польский математик , размышляя над тем, что если Эйнштейн включил гравитацию в пространство-время, то, возможно, дополнительное измерение может схожим образом обращаться с электромагнетизмом, как с артефактом геометрии пространства-времени. Поэтому Калуца добавил дополнительное измерение к уравнениям Эйнштейна, и, к своему восторгу, обнаружил, что в пяти измерениях обе эти силы прекрасно оказываются артефактами геометрической модели.
Математика волшебным образом сходится, но в данном случае проблемой стало то, что дополнительное измерение никак не коррелировало с каким-либо определённым физическим свойством. В ОТО четвёртым измерением было время; в теории Калуцы оно не было чем-либо, что можно увидеть, почувствовать или на что можно указать: оно просто было в математике. Даже Эйнштейн разочаровался в такой эфемерной инновации. Что это? - спрашивал он; где оно?
Существует множество версий уравнений теории струн, описывающих десятимерное пространство, но в 1990-х математик из Института передовых исследований в Принстоне (старого логова Эйнштейна) показал, что всё можно немного упростить, если перейти к 11-мерной перспективе. Он назвал свою новую теорию «М-теория», и загадочно отказался объяснить, что обозначает буква «М». Обычно говорят, что она обозначает «мембрану», но кроме этого поступали и такие предложения, как «матрица», «мастер», «мистическая» и «монструозная».
Пока что у нас нет никаких свидетельств этих дополнительных измерений - мы всё ещё находимся в состоянии плавающих физиков, мечтающих о недоступных миниатюрных ландшафтах - но теория струн оказала мощное влияние на саму математику. Недавно разработки версии этой теории, имеющей 24 измерения, показали наличие неожиданной взаимосвязи между несколькими основными ответвлениями математики, что означает, что даже если теория струн не пригодится в физике, она станет полезным источником . В математике 24-мерное пространство особенное - там происходят волшебные вещи, к примеру, возможно упаковать сферы особенно элегантным образом - хотя маловероятно, что в реальном мире 24 измерения. Касательно мира, в котором мы живём и который мы любим, большинство специалистов по теории струн считают, что 10 или 11 измерений будет достаточно.
Внимания достойно ещё одно событие теории струн. В 1999 году (первая женщина, получившая пост в Гарварде в области теоретической физики) и (американский специалист по теоретической физике частиц индийского происхождения) , что дополнительное измерение может существовать на космологической шкале, на масштабах, описываемых теорией относительности. Согласно их теории «бран» (брана - это сокращение от мембраны) - то, что мы называем нашей Вселенной, может находиться в гораздо более крупном пятимерном пространстве, в чём-то вроде сверхвселенной. В этом сверхпространстве наша Вселенная может быть одной из целого ряда существующих вместе вселенных, каждая из которых представляет собой четырёхмерный пузырь на более широкой арене пятимерного пространства.
Сложно сказать, сможем ли мы когда-нибудь подтвердить теорию Рэндалл и Сандрума. Однако между этой идеей и зарёй современной астрономии уже проводят некоторые аналогии. 500 лет назад европейцы считали невозможным представить себе иные физические «миры» кроме нашего собственного, однако сейчас нам известно, что Вселенная заполнена миллиардами других планет, движущихся по орбитам вокруг миллиардов других звёзд. Кто знает, может когда-нибудь наши потомки смогут найти доказательства существования миллиардов других вселенных, у каждой из которых есть свои уникальные уравнения для пространства-времени.
Проект понимания геометрической структуры пространства - одно из характерных достижений науки, но может получиться так, что физики достигли конца этого пути. Оказывается, что Аристотель в каком-то смысле был прав - у идеи протяжённого пространства и правда есть логические проблемы. Несмотря на все необычайные успехи теории относительности, мы знаем, что её описание пространства не может быть итоговым, поскольку оно отказывает на квантовом уровне. За последние полвека физики безуспешно пытались объединить их понимание пространства на космологическом масштабе с тем, что они наблюдают на квантовом масштабе, и всё больше кажется, что такой синтез может потребовать радикально новой физики.
Эйнштейн после разработки ОТО провёл большую часть жизни, пытаясь «выразить все законы природы из динамики пространства и времени, низведя физику к чистой геометрии», как сказал недавно Робберт Дийкграаф , директор Института передовых исследований в Принстоне. «Для Эйнштейна пространство-время было естественным фундаментом бесконечной иерархии научных объектов». Как и у Ньютона, картина мира Эйнштейна ставит пространство во главу существование, делает его ареной, на которой всё происходит. Но на крохотных масштабах, где преобладают квантовые свойства, законы физики показывают, что такого пространства, к которому мы привыкли, может и не быть.
Некоторые физики-теоретики начинают высказывать мысль о том, что пространство может быть некоим возникающим явлением, следующим из чего-то более фундаментального, так, как температура возникает на макроскопическом масштабе в результате движения молекул. Как говорит Дийкграаф: «Текущая точка зрения считает пространство-время не точкой отсчёта, а итоговой финишной чертой, естественной структурой, появляющейся из сложности квантовой информации».
Ведущий сторонник новых способов представления пространства - космолог из Калтеха, недавно, что классическое пространство - это не «фундаментальная часть архитектуры реальности», и доказывающей, что мы неверно присваиваем такой особый статус его четырём, или 10, или 11 измерениям. Если Дийкграаф приводит аналогию с температурой, то Кэрролл предлагает нам рассмотреть «влажность», явление, проявляющееся оттого, что множество молекул воды собираются вместе. Отдельные молекулы воды не являются влажными, и свойство влажности появляется только тогда, когда вы соберёте множество их в одном месте. Точно так же, говорит он, пространство появляется из более базовых вещей на квантовом уровне.
Кэрролл пишет, что с квантовой точки зрения Вселенная «появляется в математическом мире с количеством измерений порядка 10 10 100 » - это десятка с гуголом нулей, или 10 000 и ещё триллион триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов нулей. Сложно представить такое невозможно огромное количество, по сравнению с которым количество частиц во Вселенной оказывается совершенно незначительным. И всё же, каждое из них - отдельное измерение в математическом пространстве, описываемое квантовыми уравнениями; каждое - это новая «степень свободы», имеющаяся в наличии у Вселенной.
Даже Декарт был бы поражён тем, куда нас завели его рассуждения, и какая удивительная сложность скрывалась в таком простом слове, как «измерение».
