Электромеханические аналогии

В теоретической механике все силы разделяются на внутренние силы и на внешние силы. Внутренними называются силы взаимодействия между материальными точками, входящими в состав рассматриваемой системы. В соответствии с законом равенства действия и противодействия, внутренние силы существуют попарно. При этом главный вектор и главный момент внутренних сил системы равен

нулю. Внешними называются силы, приложенные к материальным точкам рассматриваемой системы со стороны точек и тел, не входящих в состав этой системы. Внешние силы могут переходить в разряд сил внутренних, и наоборот, внутренние силы могут переходить в разряд внешних при изменении состава системы.

Рассмотрим систему, состоящую из двух соприкасающихся шаров (рис. 6.8).

Рис. 6.8. Система из двух шаров

Векторы внутренних сил F для первого и второго шаров равны по модулю, но направлены противоположно. Поэтому сумма внутренних сил системы равна нулю.

Теперь разделим систему из двух шаров на две подсистемы, состоящие из одного шара (рис. 6.9). Силы давления второго шара на первый и первого шара на второй стали внешними (движущими) силами. Рассмотренный принцип разделения системы на более мелкие подсистемы называется декомпозицией системы.

Рис.6.9. Две подсистемы, состоящие из одного шара

Материальные точки могут взаимодействовать между собой через передающие устройства. В механизмах широко распространены различные передающие

устройства: зубчатые колёса, рычаги и т. п. Если не учитывать силы трения и силы инерции в таких устройствах, то в эквивалентных электрических схемах их можно заменить идеальными трансформаторами. Рассмотрим уравнения, описывающие работу рычага и трансформатора.

а) Рычаг (рис.6.10).

Рис. 6.10

Соотношения сил и скоростей определяются коэффициентом передачи рычага k:

F₂ = k × F₁, V₁ = k ×V₂,

где k = a/b.

б) Идеальный трансформатор (рис. 6.11).

Полагаем, что потери мощности в идеальном трансформаторе отсутствуют, а индуктивность для потоков рассеяния равна нулю.

Рис. 6.11

Соотношения напряжений и токов в таком трансформаторе определяются коэффициентом трансформации k:

U₂ = k ×U₁, i₁= k × i₂,

где k = ω₂/ ω₁.

Дата добавления: 2015-04-24