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趣文:电工眼中1+1等于几?

时间:10-02 整理:3721RD 点击:


很多学电工的学生,在进学校前到要毕业的时候变化会很大。比如下图,当然这不是重点!学电工的孩子们有着打开新世界大门的钥匙,所以他们的观念也会变得不同,就比如看待1+1=?这个问题。证明1+1不等于2一直以来都是数学家爱玩的"游戏",其实在电工眼里1+1这道简单地题却有很多种方案。


(下图)这才是工科生正确的打开方式!嚯嚯~~~


进入正题!

看到有一本书是这么写的:“1+1=3是文学,1+1=2是数学,1+1=0是哲学。”为嘛?据说这句话是这么解释的:1+1=3,是文学,两个人的婚姻造就了一个三口之家;1+1=2,是数学,地球人都知道啦;1+1=0,是哲学,世间万物都是以0为开始,世界的本源是物质,物质都由0开始,所以一切事物归根到底都是0。

辣么,在工科生的眼里1+1等于几都有哪些玩法?看一看!网友的解决办法。


(1)先看整数里的1+1

对于整数来说,1+1=2,是绝对真理。

1+1之所以等于2,是因为自然数(也即正整数)具有顺序性,且后者大于前者,相邻者相差1。由这几条公理出发,就能推得1+1=2。

两个任意整数之和再除以2,其商不一定是整数。因此,整数域是不连续且分散的。

那么整数和小数合并后的有理数域是连续且稠密的吗?不一定,虽然任意两个有理数之和再除以2,得到的商还是有理数,但有理数之间被无数的无理数给分隔开了。也因此,有理数域是不连续的,但却是稠密的。

有理数加上无理数后的实数域才是连续且稠密的。

此理论叫做实数理论,见数学分析的分析引论。实数理论是很多人最喜爱的数学内容之一,非常有意思,很有哲理性。


(2)看相量加法里的1+1

如图如图~就是这个量是有大小和方向的。


当两个向量方向一致,就会出现最大情况:1+1=2,物理学中的合力也是这个道理。

如果两个向量方向不一致,要计算某个方向的和,就要将一个向量投影到另一个向量的方向,就会出现1+1<2。

如果两个向量方向相反,就会出现1+1=0。

当然向量上没有1+1>2的情况。

如下图所示也是:


在电气工程里,电流相量、电压相量,乃至于三相对称短路电流等等,都符合相量相加原则。


(3)再看逻辑里的1+1

在电气技术里,有逻辑1和逻辑0。

设A=1,B=1,C=A+B=1+1=1。

我们看下图:


为了便于区分,有时把逻辑A与逻辑B的和称为它们的或,写成:A U B=1 U 1=1。

从电气参量来看,这里的逻辑1和逻辑0其实就是开关量。

既然是开关量,当我们采集这些开关量时,会有什么情况发生呢?会发生触头的抖动和弹跳!

开关在闭合过程中都会反复回弹多次后才会稳定闭合。由于开关每次回弹距离很小,达不到灭弧距离,因此在整个回弹过程中开关都处于持续拉弧状态,这种状况会导致开关触点严重烧蚀,甚至导致开关熔焊失效。

在弹跳期间,开关量在0和1之间弹跳取值,也即触头在0、1、0、1之间不断地变化,弹跳结束后,开关量才能真正地等于1。

为了躲开开关量的弹跳期间,PLC在输入开关量时,必须配套延迟程序来屏蔽。我们来看下图:


在这里,KV11_S、KV12_S和KV13_S是三只低电压继电器的触头,当出现低电压时,三者的值为1。

为了消除弹跳,就把这三者各自送到延时动合的时间模块TON中,用TON延迟20毫秒才动作的方法来消除抖动。


这是TON延时模块的FBD图。IN是输入开关量接口;PT是延时时间设定,其时间长度从1ms到27day;Q是输出开关量接口;ET是减法计数器,当TON启动后把PT的值不断减一,到ET=0后TON就动作。

图的右边是它的时序图,可以看到IN=1有效后,启动t延时。等到延时结束,输出Q=1,一直保持到IN=0为止。


(4)电流互感器一次回路的1+1

先看磁滞回线:


在第一象限,我们很清楚地看到,磁场强度和磁感应强度的关系不是直线,而是一条曲线,而且上升曲线和下降曲线还是分开的。这还不算,磁滞回线还具有饱和性,见曲线的BC段。

我们来看下图:


图中绿色区域有四只电流互感器。假定它们的一次回路电流已经到达了额定电流,现在电流又加倍,也即出现了1+1,试问电流互感器的输出电流会满足1+1=2吗?

答案是否定的,也即:1+1小于等于2。而且电流越大,情况就越严重。

电流互感器一旦饱和后,其输出为一条平线,但最高点处会出现干扰尖峰,见上图中的图1和图2。

这种特性在配电系统使用的开关电器中出现的很多,例如电流测量回路、断路器的过载保护反时限曲线、断路器的短路保护反时限和定时限曲线、接地故障电流测量等等都会出现。

解决的办法是:用罗氏线圈,也即不带铁磁体的空心线圈来测量电流。


罗氏线圈在开关电器,尤其是断路器内部的电流测量中得到广泛的应用。


(5)分散系数的1+1

看下图:


左图中,有两个出线回路,它们的电流都等于1(1倍额定电流)。试问:主开关的电流(额定电流)如何选取?

国家标准GB7251.1-2005《低压成套开关设备和控制设备 第1部分:总则》中有一个图表,如下:


可见,在这里有:1+1=0.9

可知,家里装修时,总开关的额定电流应当小于或者等于所有馈电回路的总和。不过,既然有了“等于”,因此对于家装来说,还是让总开关额定电流与馈电回路电流总和相同。

当然,关于1+1等于几还有很多玩法,关键是我们要有善于发现的眼睛和乐于总结的态度,另外,换种眼光看待问题也能让你找到这种游戏的新玩法~其实只要你热爱一行,专注一行,就必然能从中找到适合你自己的算法。




哈哈哈哈    有趣     

太精辟了!人才

好玩    数字其实是个很好玩的东东

看到第二张图片  有一种"心酸想哭"的冲动!

看看。

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