Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Сентября 2012 в 23:18, реферат
Математика-самая древняя и в то же время самая юная из наук. Она стала складываться во втором тысячелетии до нашей эры, когда потребности торговли, землемерия и мореплавания заставили упорядочить приемы счёта и измерения, начало которых уходит в ещё более глубокую древность. Уже строители египетских пирамид владели математическими знаниями. В ХIХ в. общие вопросы о роли и месте математики в инженерной деятельности обсуждались с точки зрения того, нужна ли вообще высшая математика инженерам. В 1870-1880 гг. многие считали сложные математические расчеты в технике излишними, полагались на изобретательское "чутье".
Так, отправной точкой становления
специфических
Следующим важнейшим вкладом
в теоретическую
Можно утверждать, что к 1920-м гг. в электротехнике сложились такие процедуры теоретического исследования, благодаря которым стал возможным переход от структурно-морфологических изображений различных электротехнических устройств, на которых разъясняется и анализируется физическая картина протекающих в них процессов, к изображению этих процессов в электрических схемах замещения.
Схемы замещения являются
абстрактными объектами электротехнической
теории. На их основе в 1930-х гг. произошло
выделение фундаментальной
Схемы замещения венчают процесс созревания частных теоретических схем электротехники. Они - некоторая онтология технической теории, причем "квазионтология", так как в отличие от естественно научной не претендует на "изображение того, что есть на самом деле"; это не сущностная модель процесса или явления, а способ его представления в теории. С помощью такой электротехнической "квазионтологии" (интересно, что первое время, в 1920-х гг., схемы замещения назывались "фиктивными схемами") закрепляются методики и алгоритмы расчета; это своеобразный инструмент для построения эффективных расчетных приемов.
Схемы замещения - это и метод в том смысле, что работа с ними предполагает процедуру сведения к ним картины процессов, происходящих в технических устройствах, отличающихся как конструктивным выполнением (явнополюсные и неявнополюсные роторы у электрических машин, например), так и режимами работы.
Постепенно вырабатывается "джентельменский набор" наиболее употребляемых, удобных схем замещения, соответствующих стандартным задачам в практике электротехнических расчетов. Теперь расчетчику не надо выводить схемы замещения каждый раз заново "от и до", а надо уметь обоснованно выбрать наиболее подходя щий вариант из уже разработанных, приведенных в систему, расписанных в учебной, справочной литературе и снабженных итоговыми расчетными уравнениями, формулами и вспомогательным вычислительным аппаратом.
Проблемы численного решения
уравнений, описывающих
Концептуальный аппарат математических теорий,результаты прикладных математических исследований оказывают существенное влияние на трактовку электротехнических проблем и характер теоретического описания исследуемых электротехниками процессов.
На основе математических понятий классифицируются типы электротехнических задач и теоретические объекты электротехники группируются в фундаментальные теоретические схемы.
Так, краеугольное различение
линейных и нелинейных цепей проводится
по признаку линейности уравнений, связывающих
напряжения и токи в цепи. Строго говоря,
электротехнические устройства являются
принципиально нелинейными. Однако, для
многих случаев, интересующих практику,
в теории принимаются допущения, благодаря которым
Свойство линейности при теоретическом описании электротехнических процессов позволяет, в частности, рассматривать переходные процессы в цепях как наложение двух режимов: установившегося и собственно переходного (например, от единичного импульса определенной формы). Тем самым происходят стандартизация и образование набора не только схем замещения, но и форм протекания электромагнитных процессов, на теоретическом уровне в совокупности о достаточным приближением моделирующих реальные процессы - оригиналы.
Таким образом, развитый математический аппарат, являющийся средством решения электротехнических задач, становится как бы шаблоном, через который смотрят на процессы-оригиналы (соотносясь при этом со стоящими расчетно-проектными задачами) и которым структурируют электротехническое предметное содержание. Это сущность математизации научной электротехники. Соединение математического аппарата и электротехнического содержания, выражаемое в теоретических схемах и относящихся к ним понятиях, задает теоретический уровень электротехники как науки.
Оборотной стороной математизации является углубленное изучение картины реальных физических процессов в электротехнических устройствах (процессов-оригиналов), необходимое для понимания границ применимости тех или иных рациональных упрощений этой картины (идеализаций, теоретических схем) и, соответственно, того или иного математического аппарата.
Итак, "гносеологическое пространство" исследовательской деятельности в технических науках располагается между плоскостями естественнонаучных теорий, математических теорий и эмпирическим базисом, формируемым сферой проектирования технических устройств определенного типа. Исследователь - представитель технической науки - работает одновременно с теоретическими схемами физической теории, теоретическими схемами технических теорий и с математическим аппаратом, интерпретированным и на физическом, и на техническом содержании. Теоретизирование в этой области характеризуется сознательной исследовательской установкой. Его практика состоит в поиске и научном обосновании способов и средств идеализации познавательных задач, возникающих в сфере инженерной деятельности. Причем эти идеализации строятся таким образом, чтобы был возможен переход от слоев абстрактно-теоретических схем технической науки через соответствующие им эмпирические схемы исследуемых взаимодействий (сюда входят методики измерений, испытаний) к их использованию в процедурах расчетно-проектировочной деятельности.