Детская энциклопедия

Меню сайта











Положительные и отрицательные обратные связи

Мальчика звали Гемпфри Поттер. Жил он в Англии два с половиной века назад, был бе­ден, поэтому с детства должен был зарабаты­вать себе на хлеб. Трудился он на шахте. Там откачивали воду при помощи паровой машины.

Действовала она так: в цилиндр под поршень из парового котла впускался пар. Он подни­мал поршень до самого верха. Потом паровой кран закрывали, открывали другой, и в ци­линдр поступала холодная вода. Пар конден­сировался, в цилиндре образовывалась пусто­та, и поршень под действием атмосферного давления опускался вниз. Движение поршня пере­давалось насосу.

Обязанности Гемпфри Поттера были про­сты: поочередно открывать и закрывать краны. Когда ему надоела такая однообразная работа, он решил поручить ее... самой машине.

Гемпфри связал шток поршня и краны вере­вочками. Как только поршень оказывался вверху, веревочки натягивались, закрывали паровой и открывали водяной кран. В нижнем положении открытым оказывался паровой кран, а водяной — закрытым.

Этот принцип сейчас используется во многих устройствах. Возьмем, например, авто­мобильный двигатель. В нем в строгой последо­вательности открываются то одни, то другие клапаны, благодаря чему чередуются такты: всасывание рабочей смеси, сжатие ее, рабочий ход и выпуск газов.

В технике существуют условные понятия: «вход» и «выход» машины. В паровой установке «вход» — это подача пара, «выход» — движе­ние поршня. Если они между собой связаны, то говорят, что осуществлена обратная связь, т. е. связь выхода с входом.

В паровой машине или в автомобильном двигателе эта связь является положительной, так как движение поршня (выход машины) воз­действует на клапаны (вход машины) так, что поршень снова начинает двигаться.

Положительная обратная связь широко при­меняется не только в механических устройствах, но и в электрических схемах, например в радиоприемниках. Связав при помощи спе­циальной катушки выход — цепь анода с вхо­дом — цепью управляющей сетки, увеличи­вают напряжение принятого сигнала в 10— 20 раз. Это позволяет сократить число усили­тельных ламп.

Иную задачу решает обратная связь в автоматических регуляторах. Каждый такой прибор имеет чувствительный элемент, или датчик,— устройство, которое чутко реагирует на изменение оборотов дви­гателя, уровня жидкости в баке, температуры в печи и т. д.

В автоматическом регуляторе, созданном двести лет назад И. И. Ползуновым, чувстви­тельным элементом служил поплавок. Когда вода поднималась выше нужного уровня, попла­вок поднимался вместе с ней и через несложное устройство прекращал подачу воды с котел.

Многим известен центробежный регулятор оборотов. Если вал той или иной машины разо­вьет недопустимо большую скорость вращения, шары регулятора разойдутся, поднимутся вы­ше. Это изменение положения шаров тотчас передаст через систему рычагов «команду» за­слонке, и в машину будет поступать меньшее количество пара, топлива или воды. Двигатель сразу сбросит обороты. При замедлении ско­рости вращения двигателя регулятор увеличит поступление пара или топлива и обороты выравняются.

Во всех подобных регуляторах тоже осу­ществлена связь выхода с входом. Но связь эта иного характера, ее называют отрицатель­ной обратной связью, так как на увеличение уровня воды или оборотов регулятор отвечает уменьшением подачи воды, топлива.

Цепи обратных связей — необходимый эле­мент современных автоматических машин и ме­ханизмов. Создавая их, человек, порой бессоз­нательно, копировал... собственный организм. Чувствительные клетки любого живого орга­низма постоянно получают сигналы от внутрен­них органов и из внешнего мира. По нервным волокнам эти сигналы поступают в мозг, кото­рый их анализирует и отдает команды различ­ным органам.

Вы вошли с мороза в теплую комнату. Теплочувствительные клетки кожи тотчас сообщи­ли об этом в мозг. И тот подает команду сердцу, которое сбавляет ритм работы, начинает менее энергично накачивать кровь.

Однако обратные связи в живом организме значительно сложнее, чем в любой автоматической машине (см. статьи «Высшая нервная деятель­ность» и «Нервная система» в т. 7 ДЭ). Прежде чем организм ответит реакцией на полученное раздражение, мозг сравнит поступившие сиг­налы между собой, произведет их анализ, после чего отдаст соответствующую команду. Создавая автоматы, инженеры и изобретате­ли старались снабдить их устройствами, ко­торые выполняли бы те же задачи, что и нерв­ные клетки организма. Роль этих «клеток» в современной автоматике играют всевозмож­ные датчики, усилители и реле.





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016