Владимир Петров - Законы развития систем

Разрешение этого противоречия первоначально осуществлялось путем параметрическогоразделения противоречивых свойств: должен быть электрический контакти не должно быть механического контакта.

Следующий этап разрешения противоречия в структуре. Изменяется структура контакта по выше указанной цепочке (рис. 7.85).

Первоначально щетки представляли собой монолит (1).

Пример 7.163. Щетки электродвигателя — монолит.

Первые электрические щетки для электродвигателей были сделаны в виде монолитного электрода, изготовленного из меди или угля.

Такие щетки быстро истирались и электрический контакт исчезал.

Это пример использования монолита — этап 1 (рис. 7.85).

Затем появились подпружиненные контакты (переход 1—2).

Пример 7.164. Щетки электродвигателя — подпружиненные.

Сам контакт был выполнен монолитным из куса угля или меди. Они поджимались к коллектору с помощью пружины, которая может быть электропроводящей или обычной, а электроток передается с помощью проводника.

Таким образом, был устранен недостаток монолитных щеток — механический контакт оставался, передавая электрический ток.

Это пример переходного периода от монолита к гибкому — переход 1—2 (рис. 7.90).

На следующем этапе развития появились щетки в виде пружин (2).

Пример 7.165. Гибкие щетки.

Щетки выполнены в виде пучка отдельных металлических упругих волосков из электропроводящего материала (рис. 7.112).

Это пример гибкого состояния — этап 2 (рис. 7.85).

Рис. 7.112. Гибкие щетки электродвигателя

Известны также щетки в виде графитового порошка (3).

Пример 7.166. Щетки—порошок.

Щетки выполнены в виде графитового порошка, засыпанного в емкость. Порошок может быть спрессован или находиться в электропроводящем геле (рис. 7.113).

Это пример порошкообразного состояния — этап 3 (рис. 7.85).

Рис. 7.113. Щетки электродвигателя — графитовый порошок

Жидкие щетки (5).

Пример 7.167. Щетки—жидкость.

Американская фирма «Вестингауз» в электрогенераторах большой мощности впервые стала применять вместо традиционных графитовых щеток для съема электроэнергии циркулирующий поток жидких металлов — натрия и калия. Такой метод позволяет снимать с единицы площади больший, чем в традиционных условиях, ток. А это в свою очередь ведет к существенному уменьшению габаритов электрогенераторов 341(рис. 7.114).

Это пример жидкого состояния — этап 5 (рис. 7.85).

Рис. 7.114. Щетки электродвигателя — жидкость

Наконец, в качестве идеальных щеток (которых нет, а их функции выполняются) могут служить щетки в виде поля (8).

Пример 7.168. Щетки—поле.

Щетки представляют собой ионизированный газ, являющийся прекрасным проводником (рис. 7.115).

Это пример жидкого состояния — этап 5 (рис. 7.85).

Рис. 7.115. Щетки электродвигателя — ионизированный газ

7.5.4. Тенденция уменьшения степени дробления

Эта тенденция противоположная (анти-тенденция) тенденции увеличения степени дробления.

Тенденция уменьшения степени дробления —это постепенный переход от поляк газообразному, жидкому и твердомусостоянию .

Рассмотрим более детально последовательность уменьшения степени дробления. Она представлена на рис. 7.116.

Эта последовательность характеризуется переходом от поля (1)к газообразномусостоянию (2),далее переходу к аэрозолям (3),к жидкостям (4),к гелю (5),к порошкообразномусостоянию (6),к гибкому (8)и к твердому монолитномусостоянию (9).

Рис. 7.116. Схема тенденции уменьшения степени дробления

Продемонстрируем эту тенденцию на нескольких примерах.

Пример 7.169. Сердечник электрического трансформатора.

В примере 7.136 был показан переход от сплошного монолитного сердечника электрического трансформатора к шихтованному.

В данном примере продемонстрируем обратный переход от дробленного (шихтованного) сердечника к сплошному.

Шихтованное железо заменили ферритовым сердечником (магнитопроводом из феррита).

Благодаря очень малой удельной электропроводности ферритов в материале ферритового сердечника при перемагничивании практически не возникают вихревые токи и, следовательно, отсутствуют потери энергии, что обусловливает возможность использования ферритового сердечника в радиоэлектронной аппаратуре.

Пример 7.170. Монолитный железобетон.

Раньше здания сооружали из отдельных кирпичей.

Далее на строительном комбинате стали делать блоки из кирпичей. Первоначально они представляли собой сборку части стены, собранной из отдельных кирпичей, скрепленных раствором, т. е. часть стены, собранной на строительном комбинате. Такие блоки поднимали краном и собирали из них стену. Впоследствии блоки стали делать монолитными.

Затем перешли к панельному строительству. На строительном комбинате изготовляли железобетонные панели, которые доставлялись на стройку и там из них собирали дома.

Теперь в строительстве используют монолитный железобетон, т. е. весь каркас дома представляет собой монолит. Такие сооружения значительно прочнее.

Монолитные железобетонныеконструкции возводятся непосредственно на строительной площадке. Этот процесс предусматривает установку опалубки, арматуры и непрерывное бетонирование вертикальных несущих конструкций, обеспечивая послойное уплотнение каждой поданной порции смеси, поддерживать положительную температуру для твердения бетона и обеспечивать ему набор прочности. Для возведения монолитных железобетонных конструкций используют специальную скользящую опалубку.

Тенденция уменьшения степени дробления используется, в частности, когда нужно повысить устойчивость объекта.

7.5.5. Тенденция перехода к капиллярно-пористым материалам (КПМ)

7.5.5.1. Общая характеристика

Эта тенденция представляет собой одно из направлений закономерности управления веществом(рис. 7.117).

Рис. 7.117. Схема закона изменения связанности

Тенденция перехода к капиллярно-пористым материалам (КПМ) —это постепенный переход от сплошного веществак веществу с полостью,к веществу со многими полостями,к капиллярно-пористому веществу,к капиллярно-пористому веществу на микроуровне.