4 Прикладная физика: Учеб. пособие для Учащихся по факультатив, курсу: 10 кл.—М.: Просвещение, 1989.-239 с. ил.— ISBN 5-09-000623-7
В пособии приведен материал для факультативных занятий в 10 классе по курсу «Прикладная физика,, где описываются физические основы авто-мятических устройств и их элементов.
Книга содержит практические работы и возможные варианты конструкторских задач.
ОТ АВТОРА
Я убежден, что к этой книге обратятся те, кто особенно интересуется физикой и использованием ее достижений в практической деятельности людей. Никто не может считать, что знает физику, если его знания сводятся лишь к умению излагать сущность физических явлений и закономерностей. Этого далеко не достаточно. Знать физику — значит уметь применять усвоенные на уроках сведения о физических явлениях и закономерностях для решения практических проблем.
Современная практическая деятельность людей очень разнообразна. Изучить в школе все многообразные практические применения физических знаний не представляется возможным хотя бы из-за ограниченности учебного времени. Поэтому в данном факультативном курсе вы ознакомитесь с применениями физических знаний лишь в двух самых современных областях техники — автоматике и вычислительной технике. Эти области являются вместе с тем наиболее универсальными. Автоматические устройства и вычислительные машины в настоящее время применяются везде — в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, в науке и в быту.
Наблюдая за работой автоматов, даже самых простых, каждый, независимо от уровня его образования — от рядового рабочего до академика, всегда испытывает чувство удивления и восторга. Автомат совершает разнообразные трудовые операции весьма искусно, часто превосходя возможности человека. Еще большее восхищение вызывает работа электронной вычислительной машины (ЭВМ), действие которой как бы напоминает процесс мышления. Естественно, при этом всегда возникают вопросы: как устроены автоматы и ЭВМ и каким образом они выполняют свои сложные функции? Ответы на эти вопросы в доступной форме вы найдете в данной книге.
После окончания обучения большинству из вас придется управлять автоматами, пользоваться ЭВМ. Научиться этому можно, конечно, и не зная внутреннего устройства автоматов и ЭВМ. Но для творческого их использования знание устройства и принципа действия важнейших узлов автоматов и ЭВМ необходимо. Знание физических принципов устройства и действия элементов автоматики и вычислительной техники вам будет полезно для овладения практически любой специальностью.
На занятиях по прикладной физике вы получите определенную систему знаний и умений. С этой целью большая часть учебного времени отводится на решение разнообразных задач и выполнение практических (лабораторных) работ, включая моделирование простых автоматических устройств и важнейших узлов ЭВМ.
Желаю вам успешно изучить предлагаемый факультативный курс.
Оглавление
Предисловие ..................................... 3
Введение ....................................... 4
Глава 1. Общие сведения об автоматических устройствах.......... 7
§ 1. Виды автоматических устройств........................ —
§ 2. Автоматические регуляторы.......................... 9
§ 3. Примеры автоматических регуляторов.................... 12
§ 4. Типы регуляторов. Виды регулирования.................. 16
§ 5. Понятие об устройстве циклических автоматов. Рефлекторные автоматы 17
§ 6. Общие сведения об устройстве роботов................... 19
Глава 2. Применение простых закономерностей механического движения,
тепловых явлений и электрических цепей в элементах автоматики....... 21
§ 7. Основное уравнение равномерного движения как основа электромеханических программных устройств........................... —
§ 8. Использование в элементах автоматических устройств изменения сопротивления электрической цепи под влиянием внешних механических воздействий .......................................... 22
§ 9. Тепловое расширение тел и его использование в датчиках температуры 27
Задачи ....................................... 28
Практические работы........................... 34
Глава 3. Использование свойств электрического конденсатора в элементах
автоматических устройств.............................. 36
§ 10. Емкостные преобразователи перемещения.................
§ 11. Емкостные задатчики промежутков времени................ 3!)
Задачи....................................... 43
Практическая работа........................... 44
Глава 4. Магнитное действие электрического тока и магнитные свойства
вещества в элементах автоматики......................... 45
§ 12. Электромагниты................................ —
§ 13. Общие сведения о реле и их назначении................. 47
§ 14. Электромагнитные реле........................... 50
§ 15. Условия срабатывания и отпускания электромагнитных реле...... 52
§ 16. Разрывная мощность контактов реле.................... 54
§ 17. Нейтральные и поляризованные электромагнитные реле........ 55
§ 18. Магнитоуправляемые герметизированные контакты........... 58
§ 19. Электромагнитные реле-распределители ................. 61
§ 20. Магнитоэлектрические и электродинамические реле........... 63
§ 21. Пульс-парная схема.............................. 65
§ 22. Схемы блокировки. Концевые выключатели................ 67
§ 23. Электромагнитные исполнительные органы................ 70
§ 24. Электромашинные исполнительные органы................ 74
Задачи ....................................... 77
Практические работы........................... 82
Глава 5. Особенности электропроводности металлов и полупроводников и
их использование в элементах автоматических устройств............ 85
§ 25. Нагревание металлических проводников электрическим током. Электротермические реле .................................. __
§ 26. Зависимость сопротивления металлических проводников от температуры. Проволочные резисторные датчики температуры.............. 89
§ 27. Основные свойства полупроводниковых веществ. Термисторы...... 91
§ 28. Применение термисторов для стабилизации напряжения........ 93
§ 29. Использование термистора в качестве бесконтактного реле....... 98
§ 30. Полупроводниковые диоды. Их применение в ключевом режиме и для
стабилизации напряжения ............................ 101
§ 31. Полупроводниковые триоды и их использование для усиления сигнала . 106
§32. Различные схемы усилителей на транзисторах. Транзисторные ключи . . ПО
§ 33. Полевые транзисторы............................. 115
§ 34. Триггер на полупроводниковых триодах.................. 121
§ 35. Управление триггером как бесконтактным электронным реле...... 124
Задачи...................................... 126
Практические работы........................... 129
Глава 6. Начальные сведения о физических основах электронной вычислительной техники.................................... 135
§ 36. Общие сведения о процессорах и электронных вычислительных машинах — § 37. Понятие о двоичной системе счисления и ее использовании в электронных вычислительных машинах........................... 139
§ 38. Триггер как элемент электронной вычислительной машины....... 140
§ 39. Элемент памяти ЭВМ на триггерах.................... 143
§ 40. Одноразрядный сумматор на триггерах.................. 147
§ 41. Многоразрядный сумматор на триггерах.................. 152
§ 42. Электронные логические элементы...................... 156
§ 43. Одноразрядный сумматор на логических элементах............ 160
Задачи........................................ 162
Практические работы ........................... —
Глава 7. Особенности электропроводности электролитов и газов и свойства электронных пучков в элементах автоматических устройств.......... 166
§ 44. Основы использования в элементах автоматических устройств особенностей электропроводности растворов электролитов. Электролитические диоды —
§ 45. Электролитический датчик механического воздействия.......... 170
§ 46. Тлеющий электрический разряд в газах. Двухэлектродные лампы тлеющего разряда в элементах автоматических устройств............... 173
§ 47. Некоторые схемы использования двухэлектродных ламп тлеющего разряда в функциональных узлах автоматических устройств и ЭВМ....... 179
§ 48. Тиратроны тлеющего разряда в элементах автоматических устройств
и ЭВМ.......................................... 181
§ 49. Свойства электронных пучков. Электронно-лучевой распределитель . . 185
238
Задачи .................................... ]gg
Практические работы..................... JQQ
Практикум по моделированию автоматических устройств......... __
Приложение 1. Ответы и возможные решения к задачам....... 201
Приложение 2. Решения и ответы к практическим работам........ 224
Приложение 3. Список оборудования для проведения практических работ 233
Приложение 4. Литература ............................ 236
Цена: 150руб.
