Устройство дифференциального автомата: Дифавтомат устройство и принцип работы.

Содержание

Дифавтомат устройство и принцип работы.

Приветствую Вас уважаемые гости и постоянные читатели сайта elektrik-sam.info!

Начинаем очередную серию публикаций в рамках курса «Автоматические выключатели, УЗО и дифавтоматы — подробное руководство», на этот раз посвященную дифференциальным автоматам. Начнем с рассмотрения устройства и принципа работы дифавтоматов.

Автоматический выключатель дифференциального тока или дифавтомат — это устройство, объединяющее в одном корпусе функции автоматического выключателя и УЗО. Т.е. он позволяет защитить контролируемую цепь от токов перегрузки и токов короткого замыкания (функции автоматического выключателя) и от токов утечки (функции УЗО), позволяя защитить человека от возможного поражения электрическим током и предотвратить возможность возгорания в результате нарушения изоляции токоведущих частей электроустановки.

Конструктивно дифавтоматы изготавливаются из диэлектрического материала и имеют защелку для установки на DIN-рейку. Установка производится так же, как и установка УЗО.

Для однофазной сети 220В выпускаются двухполюсные дифавтоматы. К клеммам верхних полюсов подключается фазный и нулевой проводник питающей сети, а к зажимам нижних полюсов – фазный и нулевой проводник от нагрузки. При этом, в зависимости от марки производителя и серии они для своей установки на DIN-рейку могут занимать как два, так и более модулей.

Для трехфазной сети 380В выпускаются четырехполюсные дифавтоматы. К верхним клеммам подключаются три фазных провода и ноль со стороны питания. К нижним клеммам три фазных провода и ноль от нагрузки.

При установке на DIN-рейку четырехполюсные дифавтоматы занимают место больше четырех модулей, в зависимости от марки производителя. Т.е. полюсов для подключения проводов четыре, а занимаемое место в электрощите более четырех модулей, за счет блока дифференциальной защиты.

Применение двухполюсных дифавтоматов, которые при установке занимают два модуля, позволяет сэкономить место в электрощите и упростить монтаж, вместо отдельно установленных автоматического выключателя и УЗО (которые вместе занимают три модуля).

Мы помним из раздела, посвященного устройствам защитного отключения, что УЗО не защищает от сверхтоков и требует установки последовательно с ним автоматического выключателя.

При разветвленной проводке с большим количеством групп, экономия места в электрощите может быть довольно существенной. Однако, зачастую стоимость дифавтомата больше, чем стоимость отдельно установленных автомата и УЗО.

Конструктивно дифавтомат состоит из двух- или четырехполюсного автоматического выключателя и включенного последовательно с ним модуля дифференциальной защиты. Подробно конструкцию и принцип работы автоматических выключателей и УЗО мы рассматривали в предыдущих разделах, ссылки на них внизу этой статьи.

Повторим вкратце основные моменты.

Модуль автоматического выключателя обычно устанавливается в фазные проводники и содержит тепловой расцепитель для защиты от токов перегрузки и электромагнитный расцепитель (катушку соленоида с подвижным сердечником) для защиты от токов короткого замыкания.


Принцип действия такой же, как и у обычного автоматического выключателя.

При возникновении тока перегрузки биметаллическая пластина нагревается проходящим через нее электрическим током, изгибается, и, если ток в цепи не уменьшается, приводит в действие механизм расцепления, размыкая защищаемую цепь.

При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, наводимое в катушке соленоида магнитное поле перемещает сердечник, который приводит в действие механизм расцепителя и размыкает силовые контакты.

Для защиты силовых контактов дифавтомата от разрушающего действия электрической дуги, применяется дугогасительная камера.

Модуль дифференциальной защиты представляет собой дифференциальный трансформатор тока, через который проходит фазный и нулевой проводник (первичная обмотка) и обмотка управления (вторичная обмотка). В четырехполюсных дифавтоматах через дифференциальный трансформатор тока проходит три фазных проводника и нулевой.

В обычном режиме работы через фазный провод проходит ток к нагрузке, а через нулевой проводник от нагрузки, т.е. токи равны и направлены встречно. Геометрическая сумма токов равна нулю, наводимые ими магнитные потоки в обмотке трансформатора тока взаимно компенсируют друг друга, и результирующий магнитный поток равен нулю.

При возникновении тока утечки баланс токов нарушается, поскольку в фазном проводе вместе с током нагрузки протекает и ток утечки. Токи в фазном и нулевом проводниках наводят разные по величине магнитные потоки, их баланс нарушается и в тороидальном сердечнике трансформатора тока возникает разностный магнитный поток. Под действием разностного магнитного потока во вторичной обмотке управления возникает ток. Когда величина этого тока превысит пороговое значение, срабатывает механизм расцепления и силовые контакты дифавтомата отключаются от питающей сети.

Как и УЗО, модуль дифференциальной защиты дифавтоматов может быть электромеханическим

или электронным. В электронных при возникновении утечки, ток в обмотке управления подается на плату электронного усилителя с катушкой электромагнитного сброса и через механизм расцепителя отключает силовые контакты дифавтомата от питающей сети.

Дифавтоматы с электронным модулем дифференциальной защиты, в отличие от электромеханических, могут потерять работоспособность при обрыве фазного или нулевого проводника со стороны питающей сети (подробно об этом смотрите видео работа УЗО при обрыве нуля), поскольку отсутствует питание, необходимое для работы платы усилителя.

Дифавтоматы некоторых производителей имеют встроенные индикаторы, которые позволяют определить причину срабатывания:

— дифавтомат сработал от перегрузки по току: тепловая защита или электромагнитный расцепитель от токов короткого замыкания;
— или сработал модуль дифференциальной защиты дифавтомата в результате утечка тока.

Если таких индикаторов нет, тогда в случае отключения дифавтомата, неясно что вызывало срабатывание – перегрузка по току, или дифавтомат сработал в результате возникновения тока утечки.

Для проверки исправности модуля дифференциальной защиты на корпусе устройства расположена специальная кнопка «Тест». При нажатии на эту кнопку создается искусственный ток утечки и если дифавтомат отключился, значит он исправен.

Более наглядно принцип работы смотрите в видео Дифавтомат устройство и принцип работы:

Интересные материалы по теме:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Принцип работы трехфазного УЗО.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

УЗО основные характеристики. Часть 1.

УЗО основные характеристики. Часть 2.

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Строение дифавтомата и его применение

Дифавтомат – это комплексный защитный аппарат, который выполняет защитные функции двух аппаратов, а именно автоматического выключателя и устройства защитного отключения. Он комбинирует в себе два защитных коммутационных прибора – УЗО и автоматический выключатель. Их используют в электрощитах 220/380 Вольт в быту и на производстве.

Предназначение

Дифавтоматы используют для защиты проводки от перегрузки, сверхтоков, короткого замыкания, а также для защиты человека от поражения электрическим током при утечках. Утечки могут возникать в результате пробоя на корпус электрических нагревателей (ТЭНов), например, в бойлерах – водонагревательных баках, электрических духовых шкафах, плитах, стиральных или посудомоечных машинах, а также в результате старения или при повреждении изоляции.

Все эти проблемы можно локализировать, установив устройство, которое сравнивает токи между фазой и нулем, а если через фазу протекает больше, например, на 30 мА, чем через ноль – значит где-то есть утечка и цепь разорвется.

Оно называется УЗО (устройство защитного отключения).

Интересно:

Слово «дифференциальный», значит разницу между чем-либо или между какими-либо состояниями тела, схемы или системы. Синонимами этого слова будут: различный, неодинаковый. Поэтому устройство, сравнивающее токи в проводах, называют дифференциальным автоматом или дифзащитой.

Те же причины могут вызвать короткие замыкания. И если вы подключите на одну линию слишком много электроприборов – ваша проводка выйдет из строя от перегрева, поэтому её защищают автоматическими выключателями.

Дифференциальный автомат совмещает в себе УЗО и автоматический выключатель, поэтому он является универсальным защитным аппаратом.

Устройство и характеристики

Как уже было сказано дифавтомат состоит из УЗО и автоматического выключателя, это изображено на схеме, которую приводят на лицевой стороне таких устройств. Это помогает определить, что установлено в электрощите при его обслуживании.

Ниже мы расскажем, как отличить УЗО, автомат и дифавтомат.

На рисунке подписаны составляющие функциональные узлы дифавтомата.

Электромагнитный расцепитель нужен для того чтобы мгновенно разорвать цепь при коротком замыкании, то есть, когда токи внезапно возрастают в десятки и тысячи раз свыше номинальных.

Тепловой расцепитель – работает медленнее. Это биметаллическая пластина, которая под действием повышенной нагрузки (больше номинальной на 10%, например) изгибается и также разрывает силовые контакты.

Дифференциальный трансформатор сравнивает токи между проводами (фазой и нулем), и, если есть утечка – силовые контакты размыкаются.

Кнопка тест просто замыкает через сопротивление фазу до дифтрансформатора на ноль – после него. Возникает большая разница токов и контакты разрываются.

Нужна для безопасной проверки срабатывания дифференциальной части устройства.Что внутри дифавтомата? Такой вопрос часто задают те, кто впервые столкнулся с этим видом коммутационных аппаратов.

В нём есть:

1. Тепловой расцепитель;

2. Электромагнитный расцепитель;

3. Дифференциальный трансформатор;

4. Схема обработки данных от трансформатора, если её можно так назвать;

5. Силовые контакты;

6. Дугогасительная камера;

7. Кнопка «ТЕСТ» - нужна для проверки работы дифференциальной части.

К сожалению современные защитные аппараты, которые устанавливают на дин-рейку редко предназначены для разборки. Их корпуса собраны на заклёпках и на практике это одноразовые устройства, которые в случае неполадок нельзя перебрать или подчистить контакты, как это было со старыми «АПшками» и даже автоматическими пробками. Внутри дифавтомата мы видимо все перечисленные выше и указанные на схеме узлы. Подробно его устройство рассмотрено в этом видео:

Характеристики, по которым выбирают дифавтомат:

1.

Значение дифференциального тока, выбирается по тем же правилам, что и для УЗО;

2. Значение номинального тока, выбирается также, как и для автомата;

3. Коммутируемый ток – определяет какой ток КЗ выдержит устройство.

На рисунке синим овалом выделен дифференциальный ток – 0.03 А или 30 мА. Зелёным овалом выделен номинальный ток и класс быстродействия, здесь это 16А и класс C (определяет по какой кривой времятоковой характеристики работает устройство). Красным квадратом выделен условный ток КЗ (коммутационная способность) – 6000 А, цифра 3 – класс токоограничения.

Важно: Дифавтоматы бывают одно- и трёхфазными.

Схема подключения

Подключение дифавтомата предельно просто, ниже вы видите пример такой схемы для трёхфазной сети.

Для однофазной сети:

Чем отличается дифавтомат отличается от УЗО и простого автомата

Начнём с того, что УЗО обычно подключают последовательно с обычным автоматом. Это нужно для того, чтобы защитить линию от КЗ и человека от поражения электричеством в случае утечки. Дифавтомат выполняет обе эти функции и объединяет эти устройства. Для наглядности мы привели для вас схему.

Чтобы на щитке не перепутать дифавтомат с УЗО нужно внимательно осмотреть лицевые панели модулей, и найти схему. Они отличаются, на рисунке ниже вы можете увидеть в чем разница, места на которые обратить внимания выделены.

В маркировке УЗО обычно указывают только номинальный ток, который способны выдержать его контакты, в таком виде «25А», то есть 25 Ампер. А также дифференциальный ток. На дифавтомате плюс к этому указывают класс быстродействия и коммутационную способность (ток КЗ), как на обычных автоматах, например, C16 – класс быстродействия C, 16 Ампер.

Если на лицевой панели изображена схема – то можно ориентироваться и по ней. На схеме дифавтомата обычно изображают и расцепители.

Ранее ЭлектроВести писали, что делать если срабатывает УЗО или дифавтомат при подключении стиральной машины.

По материалам electrik.info.

Конструкция дифференциального автомата

Дифференциальный автомат это уникальное устройство, которое сочетает в себе как функции автоматического выключателя, так и устройства защитного отключения. Основное предназначение дифференциального автомата это защита человека от поражения электрическим током в случае его соприкосновения с токоведущими частями электрического оборудования или в случае утечки электрического тока. В этом и проявляется его функция как устройства защитного отключения. Помимо этого, такое устройство также защищает электрическую сеть от перегрузок и коротких замыканий, то есть, фактически, выполняет функцию автоматического выключателя.

Применение

Дифференциальные автоматы могут успешно использоваться как в однофазной, так и в трехфазной электрической сети переменного тока. Благодаря таким устройствам можно значительно повысить уровень безопасности при постоянной эксплуатации электрических приборов. Также такие дифференциальные автоматы помогают предотвратить пожары, которые могут возникнуть в результате возгорания изоляции некоторых токоведущих частей у электрических приборов. Помимо всего этого, с помощью дифференциальных автоматов можно защитить электрическую сеть, благодаря возможности автоматического отключения определенного ее участка в случае перегрузки или короткого замыкания. В качестве примера дифференциального автомата можно привести «Автомат дифференциального тока DS941 C20 30MA тип АС».

Принцип работы

Именно уникальная конструкция дифференциального автомата обеспечивает его эффективную работу. Как правило, все дифференциальные автоматы состоят из двух частей. Эти части связаны между собой как электрически, так и механически, что делает работу таких устройств еще более эффективной.

Первая часть такого устройства это автоматический выключатель, который снабжен специальным механизмом независимого расцепления, а также рейкой сброса при помощи внешнего механического усилия. В зависимости от типа дифференциального автомата в нем может быть установлен двухполюсный или четырехполюсный автоматический выключатель.

Вторая часть устройства это модуль защиты от поражения электрическим током. Этот модуль необходим для того, чтобы обеспечивать обнаружение дифференциального электрического тока на землю. Помимо этого он также отвечает за преобразование электрического тока, его усиление и механическое воздействие на специальную рейку сброса выключателя. Питание модуля защиты от поражения электрическим током обеспечивается благодаря последовательному включению автоматического выключателя и модуля. Модуль защиты от поражения током содержит также несколько дополнительных устройств. Это дифференциальный трансформатор, который нужен для обнаружения остаточного электрического тока и электронный усилитель, на котором находится катушка электромагнитного сброса.

Все модели дифференциальных автоматов имеют специальную кнопку «Тест», которая предназначена для того, чтобы проверять функционирование такого устройства в эксплуатации. Выполнять такие тестовые проверки дифференциальных автоматов рекомендуется регулярно.

Принцип работы дифференциального автомата можно описать следующим образом. Как только такое устройство установлено и подключено в электрическую сеть, о чем будет свидетельствовать положение выключателя на отметке «ВКЛ», то начнет получать питание электронный усилитель, который соединен с вторичной обмоткой датчика. Когда электрический ток протекает по силовым проводам модуля защиты от поражения электрическим током, то в магнитопроводе датчика при этом будут возникать равные магнитные потоки, которые будут противоположено направленные по отношению друг к другу. Если изоляция повреждена, то появляется дифференциальный ток, который нарушает равенство потоков. В результате этого в обмотке начинает проводиться напряжение, которое прикладывается к входу электрического усилителя. Когда такое напряжение достигает определенного значения, то электрический усилитель открывается, в результате чего ток начинает подаваться на катушку электромагнита сброса. И именно электромагнит сброса сдергивает специальную защелку механизма независимого расцепления, что и приводит к принудительному размыканию контактов.

Как отличить Дифференциальный автомат от УЗО?

Сперва рассмотрим принцип работы УЗО. Внутри УЗО находится специальный трансформатор, в котором каждый из проводников (L-фаза, N-нуль) создает электромагнитное поле. При нормальной работе они друг друга аннулируют. При возникновении утечки тока, в катушке происходит дисбаланс электромагнитного поля, в итоге, стержень толкает рычаг на выключение. Такое устройство срабатывает на выключение от утечки тока, но не предназначено для защиты от коротких замыканий и перегрузок сети.

Как работает дифференциальный автоматический выключатель (диф. автомат)?

Теперь поговорим о диф.автомате (дифференциальной защите тока и общей защите). Прибор предназначен для защиты цепи от утечки тока (аналогично работе Узо), но преимущество диф. автомата заключается в том, что в него встроен автоматический выключатель, который выполняет функцию защиты цепи от коротких замыканий и перегрузок. Два в одном: УЗО+ Автоматический выключатель= Дифференциальный автомат. Получился своего рода технический симбиоз.

Трехфазный дифференциальный автомат

Если под обычным Узо устанавливают 3 или 4 группы отдельных автоматических выключателей, то диф.автомат обеспечивает отдельную группу для защиты электрической цепи. Под диф.автоматом не устанавливают автоматические выключатели, он несет самостоятельную ответственность за короткое замыкание (КЗ), перегрузку электрической цепи и утечку тока в землю. Можно конечно и поставить автоматические выключатели под диф. автоматом, но это расточительно.

Читайте следующие статьи про УЗО:

Где устанавливают дифференциальные автоматические выключатели?

Устанавливают диф.автомат там, где требуется постоянное питание приборов, например, таких приборов как: охранная сигнализация, пожарная сигнализация, морозильник, компьютер и т.д. Группа работает автономно, т.е. на ветке больше никто не сидит. Обычное Узо отсекает сразу три, а то и больше групп, а это значит, что если где-то произошла утечка тока, к примеру, в стиральной машине, УЗО отключит не только её, но и все остальные приборы.

Диф.автомат-надежная заЩИТа!

Что нужно учесть устанавливая дифференциальный автоматический выключатель?

При установке необходимо учесть габариты диф.автомата. Обычное УЗО — размером в 2 модуля, тогда как диф.автомат — на все 4 модуля в однофазной сети. В зависимости от того, сколько вы хотите проложить отдельных групп, следует подобрать соответствующий распределительный щит для автоматических выключателей дифференциального тока, очень уж много они занимают пространственного места. Но есть диф. автоматы размером в 2 модуля — более компактные, которые позволяют сэкономить в распределительном щите много места.

Обязательно прочитайте следующую статью про установку реле «Почему нужно устанавливать реле контроля напряжения?»

Оцените качество статьи:

Дифференциальный автоматический выключатель – устройство, принцип действия и область применения дифавтоматов

При проектировании электрики частного дома или квартиры часто возникает дилемма, какой автоматический прибор выбрать для защиты человека от косвенного прикосновения — УЗО или дифференциальный автомат?

Данная статья посвящена дифавтомату — что это такое и для чего он нужен.

Дифференциальный автомат является многофункциональным устройством. В число выполняемых им функций входят:

  • коммутация электрических цепей;
  • защита электрооборудования от сверхтоков короткого замыкания и перегрузок;
  • выполнение автоматического защитного отключения при появлении токов утечки.

В состав дифференциального автомата входит автоматический выключатель, конструктивно объединённый с дифференциальным устройством защитного отключения (УЗО).

Такое функциональное объединение позволяет оптимизировать использование внутреннего пространства распределительных щитов, поскольку дифавтомат занимает меньше места, чем автоматический выключатель и УЗО. Кроме этого, устройство «два в одном» всегда дешевле двух отдельных приборов.

В соответствии с устоявшимся трендом последних лет, дифференциальные автоматы выпускаются в основном в модульном исполнении. Конструкция креплений, предназначенная для установки дифавтомата на din-рейку, позволяет легко интегрировать автомат в любой распределительный щит или шкаф с электрооборудованием.

К особенностям дифавтоматов относится то, что они разрывают не только фазную линию питания, но и нулевой провод. То есть, в однофазных цепях применяются двухполюсные дифавтоматы, а в трёхфазных — четырёхполюсные, что отличается от типовой схемы подключения обычных автоматических выключателей.

Конструктивно дифференциальный автомат представляет собой два устройства, включенных последовательно:

  • автоматический выключатель;
  • устройство защитного отключения.

Цепи фазных полюсов автоматов содержат электромагнитные и тепловые расцепители, обеспечивающие отключение питания при перегрузках и коротких замыканиях.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОВОГО И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РАСЦЕПИТЕЛЕЙ

Электромагнитный расцепитель дифавтомата состоит из токовой катушки, внутри которой расположен подвижный магнитный сердечник (боёк). Электромагнитная система расцепителя настроена таким образом, что при достижении в катушке тока определённого значения происходит втягивание магнитного сердечника.

Втягиваясь, сердечник-боёк воздействует на привод защёлки, удерживающей автомат во включенном положении. Выбитая из зацепления защёлка освобождает привод автоматического выключателя, который под воздействием пружин перемещается в отключенное положение, разрывая токовые полюсы дифавтомата.

Электромагнитный расцепитель автомата играет роль защиты от сверхтоков, возникающих при коротких замыканиях.

Тепловой механизм расцепления дифавтомата содержит биметаллический элемент, меняющий свою форму при нагревании. Биметаллический элемент представляет собой соединение двух пластин из разнородных металлических сплавов, имеющих различные коэффициенты теплового расширения.

Нагревание такой конструкции вызывает её изгиб, обусловленный различием линейного расширения разнородных материалов. Нагревание биметалла осуществляется под действием электротока, протекающего непосредственно по пластинам, либо по намотанной на них спирали.

Деформируемый вследствие нагрева биметалл воздействует на защёлку привода автомата, что вызывает его отключение.

Характеристика теплового расцепителя автомата имеет интегральную зависимость. Величина линейного смещения биметалла, пропорциональная количеству теплоты, выделяемому проводником, определяется двумя факторами:

    величиной протекающего электротока; продолжительностью его действия.

Таким образом, время автоматического срабатывания теплового расцепителя дифавтомата зависит от токовой величины.

УСТРОЙСТВО И РАБОТА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО МОДУЛЯ

Дифференциальный модуль представляет собой трансформатор тока, вторичная обмотка которого намотана на тороидальном сердечнике. Первичной обмоткой служат проводники фазного и нулевого провода, пропущенные через середину сердечника.

При отсутствии утечек, электротоки фазного и нулевого проводов равны и направлены противоположно в любой момент времени. В этом случае суммарное значение магнитной индукции, наводимой этими токами в сердечнике равно нулю, следовательно, равен нулю и электроток вторичной обмотки трансформатора.

При возникновении токовой утечки в защитное заземление, ток нулевого провода становится меньше фазного. Возникновение дисбаланса вызывает появление электротока во вторичной обмотке трансформатора.

Система настроена таким образом, что при достижении токовой разности определённой величины срабатывает исполнительный орган, воздействующий на защёлку привода выключателя.

Поскольку модуль защитного отключения фактически реагирует на токовую разность фазного и нулевого проводов, он называется дифференциальным. Таким способом осуществляется автоматическая защита от косвенного прикосновения в случае повреждения изоляции электроприборов и оборудования.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИФАВТОМАТОВ

Характеристики дифференциальных автоматов включают параметры устройств, входящих в их состав, то есть, автоматических выключателей и устройств защитного отключения. Рассмотрим их подробнее.

Номинальный ток дифавтомата — токовая нагрузка, на которую рассчитана работа автомата в длительном режиме. Ряд токовых номиналов стандартизован.

Номинальное напряжение — класс напряжения сети, на которое рассчитан данный автомат. Дифавтоматы, предназначенные для работы в однофазной сети имеют номинальное напряжение 220 вольт, трёхфазные приборы — 380 вольт.

Частота переменного тока равна количеству полных периодов колебаний напряжения в единицу времени. Для большинства стран мира принят стандарт номинальной частоты сетевого напряжения 50 герц (50 колебаний в секунду).

Вид время-токовой характеристики автомата (B, C или D) определяет график зависимости времени срабатывания защиты от величины тока. Уставка дифференциального тока — значение тока утечки, при котором происходит отключение дифавтомата.

Тип дифференциальной защиты определяет, на какой род тока утечки реагирует данное устройство. Модули дифференциальной защиты типа AC фиксируют переменный синусоидальный ток утечки, устройства типа A кроме этого реагируют на пульсирующие однонаправленные токи.

Отключающая способность выражается максимальным значением тока, который способно отключить данное коммутационное устройство. Количество полюсов дифавтомата может быть 2 или 4 для однофазных и трёхфазных приборов соответственно.

Степень защиты в соответствии с международной кодировкой IP (International Protection Marking) определяет уровень защищённости оболочки прибора от воздействия внешних факторов.

Основными критериями являются пыле – влаго – защита, а также возможность проникновения внутрь устройства твёрдых частиц определённых размеров. Большинство моделей дифференциальных автоматических выключателей имеют степень защиты IP20.

КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Установка дифавтоматов целесообразна везде, где планируется размещение устройств защитного отключения. Поскольку дифавтомат совмещает в себе функции двух приборов, его выбор включает две задачи:

  • выбор параметров автоматического выключателя;
  • выбор характеристики УЗО.

Автомат выбирается в первую очередь по номиналу, который должен с некоторым запасом покрывать токовую нагрузку всех электроприборов на защищаемом участке электропроводки. По возможности должна быть обеспечена селективность работы защит.

Это означает, что при возникновении перегрузки электроприбора должен отключиться автоматический выключатель, непосредственно питающий этот электроприбор.

Для выбора выключателей по условиям селективности сопоставляются время – токовые характеристики приборов. Добиться селективной работы тепловых защит сравнительно несложно. Что же касается электромагнитных расцепителей, то согласовать их работу чаще всего не удаётся.

Например, при коротком замыкании в розетке отключается не только выключатель, питающий данную розеточную группу, а также автомат ввода. Впрочем, в бытовых условиях особых проблем это не создаёт.

При выборе дифференциального защитного модуля главным ориентиром служит токовая уставка утечки. Для защиты от косвенного прикосновения применяются дифавтоматы с номиналом 10-30 мА.

При установке дифференциального автомата на вводе квартиры или дома выбирается модель с номиналом 100-300 мА. Такие номиналы обеспечивают противопожарную защиту при повреждении изоляции электропроводки.

  *  *  *


© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Что лучше установить в щитке: «дифавтомат» или УЗО?

Без защитных элементов электрической сети в квартире и на даче не обойтись в любом случае. Эти устройства не только предотвращают серьезные последствия при коротком замыкании и защищают от превышения в сети допустимых нагрузок, но и не допускают утечки тока. В большинстве случаев для защиты устройств от последствий короткого замыкания используются автоматические выключатели, или «автоматы», в то время как для защиты от возможных утечек применяются устройства защитного отключения — УЗО.

Вместе с тем, и то и другое хорошо решают комбинированные приборы, которые имеют математическое название — дифференциальные автоматические выключатели, или «дифавтоматы». Это весьма удобные устройства, которые в одном корпусе совмещают две функции: УЗО и автоматический выключатель.

Что поставить: дифавтомат или УЗО

Ниже мы коротко расскажем, что из себя представляют оба устройства, а также выясним, УЗО или дифавтомат, что из них выбрать. А пока лучше остановимся на основных параметрах выбора, которые часто выступают в качестве ограничений. Это и цена устройства, неудобство подключения и конечно размеры щитка, куда вы будете устанавливать прибор.

Но главным критерием все же является цель: для чего устанавливается тот или иной аппарат. В частности, для обеспечения безопасности одного потребителя и одной линии смело берите дифавтомат.

При этом нужно помнить, что в щитке нужно будет предусмотреть довольно много места для дополнительной защиты. Как известно, для УЗО нужно также устанавливать автоматический выключатель, т.к. оно не имеет встроенной защиты от сверхтоков. Выходит, что для автомата требуется одно модуль-место, а для УЗО — три (сам модуль в два раза толще). То же самое касается подключения отходящих линий, количество которых также зависит от количества групп розеток.

В настоящее время в продаже уже можно найти одномодульные дифавтоматы, которые по выполняемым функциям идентичны обычным АВДТ: они имеют и УЗО, и автомат.

Но у АВДТ есть особенность при подключении, т.к. подразумевает использование таких дополнительных и весьма дорогих инструментов, как пресс клещи, стрипперы и другие инструменты, которые позволят сократить время монтажа.

Здесь вариант «УЗО + автомат» выглядит более бюджетным и удобным.

В общем то, после этой информации становится понятно, что лучше при выборе дифавтомат или узо.

Как подключать УЗО и дифавтомат

Сборка этих приборов выполняется стандартным образом: фазный провод подключается на автоматический выключатель, а затем выходит из автомата и подключается на верхнюю «фазную» клемму УЗО. Нулевой провод подключается напрямую на верхнюю «нулевую» клемму УЗО. Затем фаза и ноль отходят от нижних клемм УЗО к потребителю.

Схема подключения дифавтомата немного проще: фазный и нулевой провод подключаются сразу на верхние клеммы прибора. С нижних клемм питание идет к потребителю.

Особенности применения

Как известно, в электрической цепи необходимо устанавливать защитное устройство именно с целью защиты: в результате скачка напряжения или других нештатных ситуаций оно отключает питание с помощью специальных технологий. В результате такого срабатывания мастеру предстоит найти причину отключения, среди которых может быть как замыкание, так и утечка тока. В случае с использованием АВДТ такие причины сразу можно и не обнаружить.

Но вот при использовании связки «автомат + УЗО» вам будет сразу видно: если отключилось УЗО — неисправность кроется в утечке тока, если же сработал автовыключатель, то причина в коротком замыкание или перегрузка линии.

Что такое УЗО

УЗО работает как защитник человека от поражения электрическим током и как превентивный механизм по предотвращению случайного возгорания кабелей проводки и подключаемых шнуров электроприборов.

Функциональная идея рассматриваемого устройства основана на законах электротехники, постулирующих равенство входящего и выходящего тока в замкнутых электрических цепях с активными нагрузками.

Это значит, что ток, протекающий через фазный провод, должен быть равен току, протекающему через нулевой провод — для цепей однофазного тока при двухпроводной разводке и что ток в нейтральном проводе должен быть равен сумме токов, которые протекают в фазах для трехфазной четырехпроводной цепи.

Когда в таком контуре из-за случайного прикосновения человека к неизолированным частям токопроводящих элементов цепи или при контакте оголенной части проводки (из-за повреждения) с другими токопроводящими предметами, образующими новую электрическую цепь, происходит так называемая утечка тока — равенство входящего и выходящего токов нарушается.

Это нарушение может быть зарегистрированным и использоваться как команда на отключение всей электрической цепи. На этом процессе и было сконструировано УЗО. А ток «утечки» в рамках электротехники стали называть дифференциальным током. УЗО может регистрировать очень малые токи «утечки» и выполнять функции механизма выключателя.

При выборе УЗО нужно помнить, что внутренней защиты от сверхтоков в нем не предусмотрено, УЗО защищает и реагирует только на ток утечки. Поэтому последовательно с устройством защитного отключения обязательно должен устанавливаться автоматический выключатель. Номинальный ток автомата должен быть меньше или равен номинальному току УЗО.

Как отличить УЗО от дифавтомата визуально

Здесь все достаточно просто, хотя два устройства очень похожи между собой. В первую очередь, у УЗО сразу на лицевой стороне виден мощный рубильник, индикатор и кнопка «Тест». Во-вторых, на УЗО на корпусе крупными цифрами указывается маркировка по току, например, 16А.

Если в начале надписи присутствуют латинские буквы В, С или D, а далее идет цифра, то перед вами дифференциальный автомат. Например, перед силой тока 16 идет буква «С», что означает тип характеристики электромагнитного и теплового расцепителей.

Когда УЗО не защитит

УЗО не среагирует, когда человек или животное попадет под напряжение, но тока замыкания на землю при этом не произойдет. Такой случай возможен при прикосновении одновременно к фазному и нулевому проводнику, находящимся под контролем УЗО, или при полной изоляции с полом. Защита УЗО в таких случаях полностью отсутствует. УЗО не может отличить электрический ток, проходящий через тело человека или животного от тока, протекающего в нагрузочном элементе. В таких случаях безопасность могут обеспечить меры по механической защите (полная изоляция, диэлектрические кожухи и др.) или полное обесточивание электроприбора перед его техническим осмотром.

Поэтому, УЗО всегда подключают последовательно с автоматом. Работают эти два устройства именно в паре: одно защищает от утечек, другое от перегрузок и короткого замыкания.

Что такое дифавтомат

Это устройство, сочетающее сразу два защитных устройства — это одновременно УЗО и автоматический выключатель.

Прямым предназначением дифавтомата является защита человека от поражения электрическим током при прямом контакте. Устройство одновременно отслеживает как возникновение короткого замыкания, так и проявление признаков утечки электричества через повреждённые токопроводящие компоненты.

Преимуществом использования дифференциального автомата является отсутствие необходимости подбора УЗО, ведь он уже содержится в составе компонентов дифференциального автомата.

Среди недостатков можно выделить вероятность выхода из строя одного из двух компонентов дифавтомата — замена отдельной части невозможна, что вынудит приобрести новый дифференциальный автомат.

Читайте также:

Фото: компании-производители

Автоматический выключатель, дифференциальный автомат и УЗО: в чем отличие?

Сеть, которая постоянно находится под напряжением, рано или поздно может выйти из строя. Причин для этого много, а вот последствия такого сбоя не очень приятные. Во-первых, могут пострадать провода или подключенные к розеткам электрические приборы. Во-вторых, пользователь может получить разряд тока. Чтобы этого избежать используют различные средства защиты, которые прекрасно подходят для бытовых условий и снижают риск появления поломок.

К таким устройствам относят УЗО, автоматические выключатели и диффавтоматы. Они быстро отключают цепь питания, и напряжение не успевает перейти в разряд опасного, способного испортить приборы. Учитывая, что устройства выполняют похожую функцию, многим кажется не важным, какое из них будет установлено в помещении. На самом деле они отличаются и по назначению, и по конструкции. Поэтому перед покупкой рекомендуется изучить все важные нюансы, чтобы подобрать оптимальный аппарат.

От чего защищают.

Неисправности в электрической цепи чаще всего вызваны тремя основными факторами:

1. Короткое замыкание. Сопротивление электронагрузки снижается до минимума, из-за воздействия металлических предметов на цепь напряжения.

2. Токи утечек. Возникают, когда нарушена изоляция. При случайном возникновении цепей на земле.

3. Перегруз проводов. Если в помещении работают приборы большой мощности, это вызывает в цепи повышенное напряжение и, соответственно, перегрев проводов и самих приборов. В итоге страдает изоляция, повышается риск ее воспламенения.

Все эти факторы могут возникать по отдельности, а иногда и вместе. Например, перегрев проводов может вызвать короткое замыкание.

Отличие по назначению.

Автоматические выключатели.

Они предохраняют от короткого замыкания и токов утечек. Существует несколько разновидностей, отличаются они номинальным током и габаритами. Но у каждой модели в комплекцию включены:

Электромагнитная катушка – она отключает токи напряжения и способствует гашению электрической дуги.

Тепловой расцепитель (с выдержкой времени) – в основе биметаллическая пластина, которая начинает работать при возникновении перегруза внутри цепи.

Нужно учитывать, что для жилых зданий автоматический выключатель подключается только на одну фазу. А значит, он контролирует только напряжение этой фазы. Любые токи утечек прибор будет игнорировать.

УЗО (устройство защитного отключения).

Для подключения используется два провода: ноль и фаза. Устройство считывает токи, проходящие через них, и вычисляет разницу между ними. Если номинал, выходящий через ноль равен входящему в фазу – все нормально, УЗО не останавливает работу сети. Небольшие величины также игнорируются, поскольку не влияют на безопасность.

Но как только ток утечки превысит отметку оптимального, устройство снимает напряжение внутри работающей схемы. Прибор автоматически настроен на срабатывание, когда достигнута определенная разница токов уставки. Это позволяет избежать ненужных отключений и предотвращать только реально опасные ситуации.

Но нюанс в том, что само защитное устройство не застраховано от перегрузов и коротких замыканий. Поэтому его устанавливают в комплексе с автоматическим выключателем.

Дифференциальный автомат.

Наиболее надежная защита. По сути, он включает в себя оба описанных выше устройства и спасает от всех трех видов неисправностей. Плюс, в его конструкции тепловой и электромагнитный расцепители, которые защищают автомат от перегрева и коротких замыканий. Да, эта конструкция стоит дороже, но и защита более надежная. Кроме того, выполнен он одним модулем.

Внешние отличия.

Габариты.

Для начала стоит сказать, что каждый из аппаратов выполнен с возможностью монтажа на din-рейку. Это позволяет сэкономить место и легко пристроить прибор внутри этажного или квартирного щитка. Однако даже такая технология не спасает от нехватки места при укомплектовании электрических проводов. Автоматический выключатель и УЗО создаются с разными корпусами, поэтому их нужно монтировать отдельно. А вот диффавтомат закрепляется одним модулем, что существенно экономит и место, и время.

Также стоит учитывать, что при монтаже всегда нужно оставлять дополнительное пространство. Чтобы была возможность установить приборы при доработке схемы.

Маркировка.

Все три прибора имеют кнопку "Тест", рычаг ручного включения и похожий корпус. На каждом прикреплена табличка, на которой указаны основные данные: номинальный ток, напряжение в электропроводке, при котором устройство работает, контролируемые токи утечки, схема подключения внутренних деталей. Единственное отличие – на УЗО не отображены токовые защиты, поскольку они не предусмотрены. На лицевой стороне пропечатана модель аппарата, чтобы покупатель сразу мог понять, приобретает он автоматический выключатель или дифференциальный.

Важно: многие путают обозначения ВД и АВДТ. Первое – выключатель дифференциальный. По сути, это УЗО, которое защищает только от токов утечки. Второй – автоматический выключатель дифференциального тока. Здесь уже говорим о классическом диффавтомате, который предотвращает и КЗ, и утечки, и перегрев.

Дополнительные сведения.

Монтаж.

Легко монтируется как один модуль, так и два. Отличие только в том, что установка двух аппаратов займет больше времени. Основные трудности возникают при подключении проводов. УЗО и "дифференциалки" подключаются только к нулю и фазе. А вот автоматический выключатель требует дополнительного объема работы: придется прокладывать перемычки.

Долговечность.

Считается, что чем сложнее конструкция, тем быстрее она сломается. УЗО и выключатели довольно простые по конструкции, поэтому в случае неполадок детали можно легко найти и заменить. Сам ремонт аппарата не сильно ударит по кошельку, а в большинстве случаев неисправности можно починить и самостоятельно, без глубоких познаний в электрике.

Дифференциальный автомат в этом плане проигрывает. Конечно, судить о надежности по сложности конструкции нельзя. Все зависит от качества сборки деталей, добросовестности производителя и так далее. Но в случае поломки придется обратиться к профессионалу и потратиться.

Вывод.

Итак, какое из устройств выбрать зависит от бюджета и особенностей помещения. Тем не менее, надежную защиту обеспечат все три аппарата, которые обязательно нужно включать в схему электрической проводки.

Исторические заметки из книги Стивена Вольфрама «Новый вид науки»

От: Стивен Вольфрам, Новый вид науки
Примечания к главе 2: Решающий эксперимент
Раздел: Почему эти открытия не были сделаны раньше
Page 876

История клеточных автоматов. Несмотря на их очень простую конструкцию, примерно в 1950-х годах ничего похожего на обычные клеточные автоматы не рассматривалось ранее. Тем не менее, в 1950-х годах - по-разному вдохновленные появлением электронных компьютеров - были независимо представлены несколько различных видов систем, эквивалентных клеточным автоматам.Можно идентифицировать множество предшественников. Операции с последовательностями цифр использовались с древних времен в арифметических вычислениях. Конечно-разностные приближения к дифференциальным уравнениям начали появляться в начале 1900-х годов и были довольно хорошо известны к 1930-м годам. А машины Тьюринга, изобретенные в 1936 году, основывались на размышлении о произвольных операциях над последовательностями дискретных элементов. (Такие понятия в физике, как модель Изинга, по-видимому, не оказали прямого влияния.)

Самый известный способ введения клеточных автоматов (и который в конечном итоге привел к их названию) заключался в работе Джона фон Неймана. разработать абстрактную модель самовоспроизведения в биологии - тему, возникшую в результате исследований в области кибернетики.Примерно в 1947 году - возможно, на основе химической инженерии - фон Нейман начал с размышлений о моделях, основанных на трехмерных фабриках, описываемых уравнениями в частных производных. Вскоре он начал думать о робототехнике и, возможно, представил, как реализовать пример с использованием игрушечного конструктора. Однако по аналогии с электронными схемами он понял, что 2D должно быть достаточно. И следуя предложению 1951 года Станислава Улама (который, возможно, уже независимо рассматривал эту проблему), он упростил свою модель и получил двумерный клеточный автомат (он, очевидно, надеялся позже преобразовать результаты обратно в дифференциальные уравнения).Конкретный клеточный автомат, который он построил в 1952-1953 годах, имел 29 возможных цветов для каждой ячейки и сложные правила, специально разработанные для имитации работы компонентов электронного компьютера и различных механических устройств. Чтобы дать математическое доказательство возможности самовоспроизведения, фон Нейман затем обрисовал в общих чертах создание конфигурации из 200 000 клеток, которые будут воспроизводить себя (детали были заполнены Артуром Бёрксом в начале 1960-х). Фон Нейман, по-видимому, полагал - предположительно отчасти из-за сложности реальных биологических организмов и электронных компьютеров - что нечто подобное этому уровню сложности неизбежно будет необходимо для системы, чтобы демонстрировать сложные возможности, такие как самовоспроизведение. В этой книге я показываю, что это абсолютно не так, но с интуицией, которую он получил из существующей математики и инженерии, фон Нейман, вероятно, никогда не мог себе этого представить.

Из работы фон Неймана возникли две непосредственные нити. Первый, в основном в 1960-х годах, был все более причудливым обсуждением создания реальных самовоспроизводящихся автоматов - часто в форме космических кораблей. Второй был попыткой лучше понять суть самовоспроизводства с помощью математических исследований детальных свойств клеточных автоматов.В течение 1960-х годов были найдены конструкции для все более простых клеточных автоматов, способных к самовоспроизведению (см. Стр. 1186) и универсальным вычислениям (см. Стр. 1121). Начиная с начала 1960-х годов были замечены несколько довольно простых общих черт клеточных автоматов, которые, как считалось, имеют отношение к самовоспроизведению, и были изучены с использованием все более сложного технического формализма. (Примером был результат так называемого Эдемского сада, согласно которому в клеточных автоматах могут быть конфигурации, которые возникают только как начальные условия; см. Стр.963.Также были сделаны различные явные конструкции клеточных автоматов, поведение которых проявляло определенные простые особенности, возможно, относящиеся к самовоспроизведению (такие как так называемая синхронизация расстрельной команды, как на стр. 1039).

К концу 1950-х годов было отмечено, что клеточные автоматы можно рассматривать как параллельные компьютеры, и особенно в 1960-х годах была доказана последовательность все более подробных и технических теорем - часто аналогичных теоремам о машинах Тьюринга - об их формальных вычислительных вычислениях. возможности.В конце 1960-х годов начали предприниматься попытки связать клеточные автоматы с математическими обсуждениями динамических систем - хотя, как обсуждается ниже, на самом деле это уже было сделано десятью годами ранее, с другой терминологией. К середине 1970-х работа над клеточными автоматами стала в основном эзотерической, и интерес к ней в значительной степени угас. (Некоторые работы, тем не менее, продолжались, особенно в России и Японии. ) Обратите внимание, что даже в информатике использовались различные имена для клеточных автоматов, в том числе автоматы тесселяции, клеточные пространства, итерационные автоматы, однородные структуры и универсальные пространства.

Как упоминалось в основном тексте, к концу 1950-х годов уже существовали всевозможные универсальные компьютеры, на которых было бы легко выполнить моделирование клеточных автоматов. Но по большей части эти компьютеры использовались для изучения традиционных гораздо более сложных систем, таких как уравнения в частных производных. Однако примерно в 1960 году было проведено несколько симуляций, связанных с двумерными клеточными автоматами. Станислав Улам и другие использовали компьютеры в Лос-Аламосе для создания нескольких примеров того, что они назвали рекурсивно заданными геометрическими объектами - по сути, результатов развития обобщенных двумерных клеточных автоматов из отдельных черных ячеек (см. Стр. 930).Особенно после получения больших изображений в 1967 году Улам заметил, что по крайней мере в одном случае довольно простые правила роста порождают сложную картину, и упомянул, что это может иметь отношение к биологии. Но, возможно, из-за того, что традиционные математические методы почти не продвинулись в этом вопросе, результат не был широко известен и никогда не использовался. (Улам попытался построить одномерный аналог, но в итоге получил не клеточный автомат, а вместо этого последовательности, основанные на числах, обсуждаемых на странице 910.Примерно в 1961 году Эдвард Фредкин смоделировал двумерный аналог правила 90 на компьютере PDP-1 и отметил его свойства самовоспроизведения (см. Стр. 1186), но в целом его больше интересовало обнаружение простых физических свойств.

Несмотря на отсутствие исследований в науке, один пример клеточного автомата действительно широко вошел в развлекательные вычисления в начале 1970-х годов. По-видимому, частично мотивированный вопросами математической логики, а частично работой Улама и других над «симуляционными играми», Джон Конвей в 1968 году начал проводить эксперименты (в основном вручную, но позже на компьютере PDP-7) с различными различные правила двумерного клеточного автомата, и к 1970 году он придумал простой набор правил, которые он назвал «Игра в жизнь», которые демонстрируют ряд сложного поведения (см. стр. 249).Во многом благодаря популяризации в Scientific American Мартина Гарднера, Life стала широко известна. Огромное количество усилий было потрачено на поиск особых начальных условий, которые дают определенные формы повторяющегося или другого поведения, но практически не было проведено систематической научной работы (возможно, отчасти потому, что даже Конвей относился к системе в значительной степени как к отдыху), и почти без исключения только когда-либо исследовались очень специфические правила Жизни. (В 1978 году Джонатан Миллен в качестве возможного одномерного аналога Жизни, который легче было реализовать на ранних персональных компьютерах, кратко рассмотрел то, что оказалось тотальным правилом 20 k = 2, r = 2 со страницы 283.)

Совершенно оторванные от всего этого, даже в 1950-х годах определенные типы 2D и 1D клеточных автоматов уже использовались в различных электронных устройствах и специализированных компьютерах. Фактически, когда в середине 1950-х годов начали проводить цифровую обработку изображений (для таких приложений, как оптическое распознавание символов и подсчет микроскопических частиц), правила двумерных клеточных автоматов обычно использовались для удаления шума. И в течение нескольких десятилетий, начиная с 1960 года, была построена длинная линия так называемых клеточных логических систем для реализации двумерных клеточных автоматов, в основном для обработки изображений.Большинство используемых правил были специально настроены на простое поведение, но иногда отмечалось, что это в значительной степени развлекательный вопрос, который, например, мог генерироваться шаблонами чередующихся полос ("кластеризация").

В конце 1950-х и начале 1960-х годов схемы электронной миниатюризации и ранние интегральные схемы часто основывались на наличии идентичных логических элементов, размещенных на линиях или сетках для формирования так называемых ячеистых массивов. В начале 1960-х годов был интерес к итеративным массивам, в которых данные будут многократно проходить через такие системы.Но появилось несколько принципов дизайна, и технология изготовления микросхем с более сложными и менее однородными схемами быстро развивалась. Тем не менее, начиная с 1960-х годов, идея создания массивов или параллельных компьютеров неоднократно появлялась, особенно в таких системах, как ILLIAC IV 1960-х и 1970-х годов, а также систолические массивы и различные массивно-параллельные компьютеры 1980-х годов. Однако обычно правила, придуманные для каждого элемента таких систем, намного сложнее, чем для любого из рассматриваемых мной простых клеточных автоматов.

По крайней мере, с начала 1940-х годов электронные или другие цифровые линии задержки или регистры сдвига были обычным способом хранения данных, таких как цифры чисел, а к концу 1940-х годов было отмечено, что так называемые регистры сдвига с линейной обратной связью (см. стр.976) может генерировать сложные выходные последовательности. Эти системы оказываются по существу одномерными аддитивными клеточными автоматами (как правило 90) с ограниченным числом ячеек (сравните стр. 259). Обширный алгебраический анализ их поведения проводился с середины 1950-х годов, но большая часть его была сосредоточена на таких вопросах, как периоды повторения, и даже не выявил явно вложенных шаблонов.(Связанный анализ линейных повторений над конечными полями был проведен в нескольких случаях в 1800-х годах и более подробно в 1930-х.) Общие одномерные клеточные автоматы связаны с регистрами сдвига с нелинейной обратной связью, и некоторые их исследования, в том числе неожиданно близкие к правилу 30 (см. стр. 1093) - были созданы с использованием специального оборудования Соломоном Голомбом в 1956–1995 годах для применения в устойчивом к помехам радиоуправлении - хотя опять же с упором на такие вопросы, как периоды повторения. Регистры сдвига с линейной обратной связью быстро стали широко использоваться в приложениях связи.Регистры сдвига с нелинейной обратной связью, по-видимому, широко использовались для военной криптографии, но, несмотря на постоянные слухи, подробности того, что было сделано, по-прежнему остаются в секрете.

В чистой математике бесконечные последовательности нулей и единиц рассматривались в различных формах, по крайней мере, с конца 1800-х годов. Начиная с 1930-х годов развитие символической динамики (см. Стр. 963) привело к исследованию отображения таких последовательностей на самих себя. К середине 1950-х годов проводились исследования (в частности, Густав Хедлунд) так называемых блочных карт с коммутацией сдвигов, которые оказались в точности одномерными клеточными автоматами (см. Стр. 963).В 1950-х и начале 1960-х годов в этой области (по крайней мере, в США) проводились работы ряда выдающихся чистых математиков, но, поскольку они в значительной степени предназначались для применения в криптографии, большая часть их держалась в секрете. И то, что было опубликовано, было в основном абстрактными теоремами о свойствах, слишком глобальных, чтобы раскрыть какую-либо сложность, о которой я говорю.

Определенные типы клеточных автоматов также возникали - обычно под разными названиями - в широком диапазоне ситуаций. В конце 1950-х - начале 1960-х годов то, что по сути являлось одномерными клеточными автоматами, изучались как способ оптимизации схем для арифметических и других операций.Начиная с 1960-х годов, моделирующие идеализированные нейронные сети в некоторых × имели нейроны, связанные с соседями по сетке, что давало двумерный клеточный автомат. Точно так же различные модели активных сред - особенно сердца и других мышц - и процессов реакции-диффузии использовали дискретную сетку и дискретные состояния возбуждения, соответствующие двумерному клеточному автомату. (В физике дискретные идеализации статистической механики и динамические версии систем, подобных модели Изинга, были в какой-то степени близки к клеточным автоматам, за исключением того решающего различия, что случайность встроена в их основные правила.Аддитивные клеточные автоматы, такие как правило 90, неявно возникли в исследованиях биномиальных коэффициентов по модулю простых чисел в 1800-х годах (см. Стр. 870), но также появились в различных условиях, таких как «леса низкорослых деревьев», изученные около 1970 года.

В конце 1970-х, несмотря на все эти разные направления, исследования систем, эквивалентных клеточным автоматам, в значительной степени прекратились. То, что это должно было произойти примерно в то время, когда компьютеры впервые стали широко доступны для исследовательской работы, является иронией.Но в каком-то смысле это было удачно, потому что это позволило мне, когда я начал работать над клеточными автоматами в 1981 году, определить поле по-новому (хотя, к моему более позднему сожалению, я выбрал - в попытке признать историю - использовать имя «клеточные автоматы» для изучаемых мной систем). Публикация моей первой статьи о клеточных автоматах в 1983 г. (см. Стр. 881) привела к быстрому росту интереса к этой области, и с тех пор с тех пор количество статей постоянно увеличивалось (на что указывает количество исходных документов в Указанный ниже индекс научного цитирования) были опубликованы по клеточным автоматам - почти все они следуют указанным мною направлениям.

Стивен Вольфрам, Новый вид науки (Wolfram Media, 2002), стр. 876.
© 2002, Stephen Wolfram, LLC

Разностный двигатель | вычислительная машина

Difference Engine , одна из первых вычислительных машин, чуть не являющаяся первым компьютером, спроектированная и частично построенная в 1820–30-е годы Чарльзом Бэббиджем. Бэббидж был английским математиком и изобретателем; он изобрел короволова, реформировал британскую почтовую систему и был пионером в области исследования операций и актуарной науки.Именно Бэббидж первым предположил, что погоду прошлых лет можно было определить по годичным кольцам деревьев. Он также всю жизнь увлекался ключами, шифрами и механическими куклами (автоматами).

Разностная машина

Завершенная часть разностной машины Чарльза Бэббиджа 1832 года. Этот усовершенствованный калькулятор был предназначен для создания таблиц логарифмов, используемых в навигации. Ценность чисел была представлена ​​положениями зубчатых колес, отмеченными десятичными числами.

Музей науки Лондон

Подробнее по этой теме

компьютер: The Difference Engine

Чарльз Бэббидж был английским математиком и изобретателем: он изобрел короволова, реформировал британскую почтовую систему и был пионером...

Как член-основатель Королевского астрономического общества, Бэббидж видел очевидную потребность в разработке и создании механического устройства, которое могло бы автоматизировать долгие и утомительные астрономические вычисления. Он начал с письма в 1822 году сэру Хэмфри Дэви, президенту Королевского общества, о возможности автоматизации построения математических таблиц, в частности таблиц логарифмов для использования в навигации. Затем он написал доклад «О теоретических принципах механизма для расчета таблиц», который он зачитал обществу в том же году.(Он выиграл первую золотую медаль Королевского общества в 1823 году.) Таблицы, которые использовались тогда, часто содержали ошибки, которые могли быть проблемой жизни и смерти для моряков в море, и Бэббидж утверждал, что, автоматизируя производство таблиц, он может гарантировать их точность. Заручившись поддержкой в ​​обществе своей «Разностной машины», как он ее назвал, Бэббидж затем обратился к британскому правительству с просьбой профинансировать разработку, получив один из первых в мире государственных грантов на исследования и технологические разработки.

Бэббидж очень серьезно подошел к проекту: он нанял мастера-машиниста, создал пожаробезопасную мастерскую и построил пыленепроницаемую среду для тестирования устройства. До этого вычисления редко производились с точностью до 6 цифр; Бэббидж планировал регулярно выдавать 20- или 30-значные результаты. Разностная машина была цифровым устройством: она работала с дискретными цифрами, а не с гладкими величинами, и цифры были десятичными (0–9), представленными позициями на зубчатых колесах, а не двоичными цифрами («битами»), которые немецкий математик -философ Готфрид Вильгельм фон Лейбниц одобрил (но не использовал) в своем «Счетчике шагов». Когда одно из зубчатых колес поворачивается с 9 на 0, это заставляет следующее колесо продвигаться на одну позицию, неся цифру, так же, как работал калькулятор Лейбница Step Reckoner.

Тем не менее, The Difference Engine был больше, чем просто калькулятор. Он механизировал не просто один расчет, а целую серию вычислений по ряду переменных для решения сложной задачи. Он вышел далеко за рамки калькуляторов и в других отношениях. Как и в современных компьютерах, у Difference Engine было хранилище, то есть место, где можно было временно хранить данные для последующей обработки, и он был разработан, чтобы штамповать свои выходные данные в мягком металле, который впоследствии можно было бы использовать для изготовления печатной формы.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Тем не менее, разностная машина выполнила только одну операцию. Оператор установит все свои регистры данных с исходными данными, а затем единственная операция будет многократно применяться ко всем регистрам, в конечном итоге приводя к решению. Тем не менее, по сложности и смелости конструкции он превосходил любые существовавшие в то время счетные устройства.

Полный двигатель, рассчитанный на размер комнаты, никогда не был построен, по крайней мере, Бэббиджем.Хотя он получал несколько государственных субсидий, они были спорадическими - правительства менялись, финансирование часто заканчивалось, и ему приходилось лично нести часть финансовых затрат, - и он работал с допусками строительных методов того времени или приближался к ним и столкнулся с многочисленные трудности строительства. Все работы по проектированию и строительству прекратились в 1833 году, когда Джозеф Клемент, машинист, ответственный за сборку машины, отказался продолжать работу, если ему не была внесена предоплата. (Завершенная часть разностной машины находится на постоянной выставке в Музее науки в Лондоне.) См. Также Analytical Engine.

Дифференциал или УЗО. Устройство УЗО. Подключение автомата Difa

Домашний электрик - это довольно сложная и разнообразная тема, и каждому домовладельцу желательно знать основные детали, поскольку это зависит не только от денежных затрат, но и от безопасности вашего дома. В этой статье мы попробуем разобраться, что лучше - Автомат Дифа или УЗО.

Введение в тему, или что такое диффузор?

Чтобы разобраться с этим вопросом, сначала попробуем определиться с основными понятиями.Итак, diaf.

Устройство, называемое дифференциальным автоматом, успешно сочетает в себе функции как УЗО, так и обычного автоматического выключателя. Эта машина защищает человека в случае прикосновения к оголенным участкам проводящей части провода или к тем частям электрических сетей, которые находятся под нагрузкой из-за повреждения проводки или других подобных факторов. На сегодняшний день существует огромное количество таких устройств, которые рассчитаны на разные рабочие токи, и на разные токи утечки.

Его главной отличительной особенностью является то, что он состоит из двух хорошо разделенных функциональных частей: автоматического выключателя (двух- или четырехполюсного), а также модуля защиты от поражения электрическим током. Установка диафи-автомата должна производиться исключительно на монтажную DIN-рейку, и такая конструкция занимает гораздо меньше места, чем комбинация УЗО и автоматического выключателя.

Учитывая скорость времени, которая составляет всего 0,04 с, дифференциальные автоматы обеспечивают наиболее адекватную защиту от поражения человека электричеством практически в любых условиях эксплуатации.Немаловажно и то, что дифференциальный автомат качественно защищает устройства в сети от перегрузок, которые неизбежно возникают при различного рода аварийных ситуациях. И далее. Его конструкция обеспечивает максимально быстрое отключение электроэнергии в условиях, когда напряжение превышает 250 В на любом участке сети.

Учитывая незавидные характеристики бытовых электрических сетей, а также степень их износа, последняя характеристика особенно важна.

Основные преимущества Difavomat

• Очень быстрая скорость отклика.
• Защита оборудования от скачков напряжения и перегрузок.
• Возможность работы в условиях от -25 до +50 градусов Цельсия.
• Огромный порог прочности.

Что такое УЗО?

Нельзя игнорировать второго «оппонента» в споре на тему «Дифа Автомат или УЗО». Что такое УЗО?

Это сокращение означает «защитное отключение устройств». Срабатывание выполняется при регистрации наличия токов утечки.Проще говоря, сколько тока пришло к устройству по одному проводу, такое же количество должно идти на другой участок разводки. Если ток начинает уходить на землю или по заземляющему проводу, мгновенно срабатывает защита, немедленно отключая сеть от источника питания.

Такую систему в обязательном порядке (!) Следует размещать на розеточных группах, а также на котлах, стиральных машинах и электроплитах. Такие устройства не защищают (!) Ваше оборудование и проводку от системных перегрузок или коротких замыканий.

Последнее обстоятельство очень часто не принимают во внимание электрики, которые в целях удешевления схемы часто используют только одно УЗО. Кроме того, есть еще и корыстный интерес, когда его выдают в виде дифференциального автомата, стоимость которого выше.

Основная информация об устройстве УЗО

В чем сам принцип УЗО? Его работа основана на реакции датчика тока на изменение дифференциального значения тока в проводниках.

Что такое датчик тока? Это наиболее распространенный трансформатор, но выполненный по типу тороидального сердечника. Порог срабатывания устанавливается с помощью магнитоэлектрического реле, которое имеет чрезвычайно высокую чувствительность.

Важно отметить, что все УЗО, выполненные по этой классической схеме, являются чрезвычайно надежными и простыми устройствами, обладающими очень высокой надежностью и надежностью.

Следует предупредить, что сегодня существуют электронные УЗО, в основе которых лежит особая электронная схема.Реле или цепь воздействуют на механизм, который в случае необходимости размыкает электрическую цепь. Сюда входит устройство УЗО.

Какие детали привода?

  • Из группы прямого контакта установить максимальное значение тока.
  • Пружина, которая сразу размыкает цепь, если в ее работе есть какие-то неисправности.

Если вы хотите самостоятельно проверить устройство на работоспособность, достаточно будет нажать кнопку «Тест». В этом случае во вторичную обмотку искусственно подается ток, и реле срабатывает (должно, в любом случае).Так что при необходимости вы легко и без всяких затрат сможете проверить исправность всего вашего оборудования.

Принцип работы УЗО

Если говорить о номинальном режиме работы, то ток (I1 = I2) течет во встречно-параллельном направлении, наводя магнитные токи во вторичной обмотке трансформатора (Φ1 = Φ2) . У них абсолютно одинаковая ценность, за счет чего они взаимно компенсируют друг друга. Поскольку ток во вторичной обмотке в этом случае фактически равен нулю, реле работать не может.

Срабатывание УЗО с утечкой

При контакте с токопроводящими частями возникает ток утечки. В этом случае ток I1 не равен I2, и поэтому во вторичной обмотке появляется вторичный ток, величина которого достаточна для срабатывания защитного реле. Срабатывает пружинное переключение, УЗО выключается.

Различия между двумя системами защиты

Чтобы продолжить наше повествование, мы также должны выяснить, в чем разница между УЗО и автоматом Difa. Нельзя сказать, что различия настолько кардинальные, но они все же есть.

Следует отметить, что освещение этого вопроса крайне важно, так как различить эти устройства иногда даже некоторые электрики не в состоянии. Впрочем, удивляться тут нечему: они очень похожи даже на фотографии.

Основное различие между Difa Automaton и RCD состоит в том, что они предназначены для нескольких различных целей. Об этом мы уже говорили выше, но повторим еще раз: УЗО нельзя использовать для защиты оборудования и проводки от перегрузки или короткого замыкания! Причем перед УЗО необходимо смонтировать автоматический выключатель, который убережет само устройство от подобного рода неприятностей.В этом разница между УЗО и автоматом Дифа.

Обязательно учтите это при покупке или консультации у специально «продуманных» электриков, которые с радостью сэкономят на собственном оборудовании.

Дифавтомат в этом отношении намного лучше, потому что он объединяет в одном корпусе и УЗО, и автоматический выключатель. Соответственно, такое устройство не только защищает человека от поражения электрическим током, но и уберегает вашу проводку и оборудование от выгорания в случае короткого замыкания.Таким образом, УЗО и дифа-автомат, разницу между которыми мы только что обнаружили, - несколько разные механизмы.

Напомним еще раз, что дифференциальный автомат можно использовать как предохранительное устройство в тех домах, где существует постоянная опасность хронических перегрузок в сети.

Это подробное различие между УЗО и диф-автоматом. Но как сделать правильный выбор в магазине? Ведь мы уже говорили, что эти устройства чрезвычайно похожи между собой даже на фотографиях.

Покупаем правильно!

Во-первых, обратите внимание на прямое название самого устройства. Сегодня практически все производители наконец-то вышли на встречу с потребителями, желающими указать на корпусе самого устройства информацию о том, диафайт или УЗО перед вами. Поэтому покупать такую ​​технику китайского производства мы бы не рекомендовали. Стойкие азиаты либо вообще ничего не говорят, либо используют только понятные обозначения.

Примерно к той же категории относится совет по внимательному ознакомлению с маркировкой, которая всегда должна указываться на одном и том же корпусе устройства или на его упаковке (менее надежный вариант).

Итак, если вы видите на корпусе только значение номинального тока (16 например), а букв перед этим обозначением нет, то вы держите УЗО в руках. Обратите внимание, что «16» в данном случае означает «ампер». Если перед числами стоят буквы B, C или D, значит, у вас в руках дифа-автомат. Буквы обозначают типовые характеристики тепловых и электромагнитных расцепителей, но на бытовом уровне обращать на них особое внимание не стоит.

Кроме того, не помешает посмотреть схему подключения.Этот метод несколько сложнее, но дает 100% гарантию дифференциации. Эта информация также должна быть отображена на корпусе. Итак, если на схеме указано только наличие диф-автомата с обозначением «Тест», то перед вами УЗО (не путайте!). Соответственно, если есть «Тест» и указаны обмотки расцепителей, то вы держите в руках дифференциальный автомат.

Наконец, есть смысл обратить внимание еще и на габаритные размеры.Если говорить о старых моделях дифавтоматов, то они намного шире, чем УЗО. В те времена просто не умели производить достаточно компактные релизеры, а потому требовался больший внутренний объем. Внимание! Просто все современные дифференциальные автоматы занимают меньше места!

Однако важно предупредить, что последний пункт не вызовет серьезного внимания, так как на данный момент существует огромное количество устройств, абсолютно идентичных по размерам.

Переходим к основному

Итак, дифавтомат или УЗО? Какой вывод можно сделать на основании вышеизложенного? Что лучше выбрать, что надежнее и подходит для эксплуатации в отечественных реалиях? Чтобы ответить на этот вопрос, проведем сравнение устройств сразу по шести показателям.Сопоставив все «за» и «против», попробуем прийти к единому мнению.

Объем, занимаемый прибором в панели приборов

Конечно, в этом аспекте любой важен только люди, у которых очень мало места в квартире, могут увидеть различия, что делает невозможным разметку нормального электрощита в коридоре. Однако с учетом всеобщего стремления к компактности и красоте таковых в нашей стране большинство. Кроме того, лучше заранее все разместить в минимально возможном количестве, так как впоследствии щит не придется расширять, если возникнет необходимость в установке в квартире более мощного электрооборудования.

Итак, в настоящее время УЗО (трехфазное - в том числе) занимает гораздо больше места на панели приборов, чем дифференциальный автомат. Какова причина? Самые внимательные читатели сами смогли найти ответ на этот вопрос в статье.

Мы уже говорили о необходимости установки автоматической защиты перед УЗО, чтобы из-за этого вся конструкция в панели начала занимать больше места. Если вы установите там дифференциальную машину, вы сможете сэкономить немного места. Например: в стандартном случае УЗО с автоматическим отключением занимают сразу три модуля, а дифференциальный автомат - всего два.

Таким образом, в этом «раунде» победил дифавтомат, позволивший ему оставить место для расширения конструкции.

Простая установка

Как и в других случаях, для многих электриков важна скорость и простота монтажа всей конструкции. Если вас интересует установка УЗО, фаза подводится к переключателю, а с его выхода устанавливается перемычка на вход отключающего устройства.Ноль также подключается ко входу. Следует отметить, что существует несколько схем подключения, которые изучают профессиональные электрики. Как правило, в повседневной жизни они не нужны.

Как смонтировать дифференциальную машину?

А как насчет подключения дифавтомата? Если говорить о дифференциальном автомате, то фаза и ноль сразу цепляются за входные клеммы устройства, так что в общей схеме перемычек и переходов намного меньше. Соответственно, внутреннее устройство пластин также значительно упрощается.

Таким образом, подключение дифактома происходит намного проще и быстрее, так что в этом случае мы уверенно присуждаем ему победу.

Преимущества эксплуатации

Теоретически можно предположить, что однажды на линии розеток в ванной сработало УЗО. Сразу можно предположить, что где-то на линии произошла утечка. Конечно, алгоритм устранения неполадок несколько сложнее, но основные выводы можно сделать сразу.

Если выключатель выключен, и здесь причина вполне очевидна: перегрузка или короткое замыкание.Вам просто нужно выяснить причину и устранить ее. Учитывая, что причина отключения машины более-менее ясна, это будет не так уж и сложно.

А теперь рассмотрим все то же самое, но применительно к дифференциальному автомату. Когда вы его выключаете, причина сразу не выясняется, поэтому придется проверить все известные причины. Соответственно и времени на это уйдет намного больше. Это то, что отличает УЗО от дифактомата в этом отношении.

Таким образом, на данном этапе мы бы предпочли УЗО.

Вопрос стоимости

Так как сегодня на рынке представлено огромное количество самых разнообразных производителей, рассмотрим стоимость продукции компании EKF, которая довольно популярна среди профессиональных электриков. Так, стандартный ЭКФ-дифавтомат на 16 А стоит около 600 рублей, УЗО на такую ​​же силу тока стоит те же 600 рублей, а устройство автоматического отключения продается по стоимости около 40 рублей. Приобретая все-таки на специализированных сайтах, вы можете рассчитывать на автоматические отключения, которые в таких случаях продаются чуть ли не на вес.

Перед подключением дифавтомата убедитесь в отсутствии частых и резких падений напряжения. Почему мы об этом говорим? Это станет ясно после рассмотрения вопроса о замене этого оборудования.

Учитывая колебания стоимости в зависимости от поставщика, сложно говорить о преимуществах того или иного варианта.

Срок службы и стоимость замены

Как нетрудно догадаться, характеристики данного критерия автоматически вытекают из предыдущего. Всем известно, что любое электрооборудование имеет определенный срок службы, после которого эксплуатировать его становится небезопасно. Предположим, что по той или иной причине вышло из строя УЗО или автоматический выключатель. Что делать дальше? Поменяйте вышедшую из строя деталь, после чего система продолжит работать в прежнем режиме.

А вот с дифавтоматом дело обстоит не так однозначно. Предположим, что обмотка любого из расцепителей вышла из строя, а встроенное УЗО во время тестирования показало свою полную работоспособность.Увы, но это не беда, так как в любом случае вам придется заменить весь дифавтомат, цена которого делает это мероприятие крайне невыгодным. Заменить копеечный автомат, который выходит из строя чаще всего, намного проще.

Таким образом, в этом раунде снова победа за УЗО.

Надежность работы

Среди специалистов широко распространено мнение о том, что устройства, совмещающие сразу несколько функций, менее надежны по сравнению с автоматами, которые предназначены только для одного. Так раз или дифавтомат? Что выбрать, чтобы обеспечить максимальную надежность?

Об этом можно долго спорить, но практика наглядно показала, что на практике процент отказов практически такой же. Не исключено, что этот параметр зависит исключительно от производителя. Так что в данном случае сделать вывод о том, что устройство имеет однозначное преимущество, крайне сложно.

Можно только сказать, что схема УЗО, схема подключения которой рассмотрена нами выше, предполагает большую надежность в условиях бытовых перепадов напряжения.Естественно, если не забыть подключить перед ним автоматическое отключение, о чем мы неоднократно упоминали выше.

Таким образом, в большинстве случаев лучшим выбором будет УЗО. Однако все зависит от характеристик вашей сети, а также от размера электрического щита.

Дифференциальный ток. Дифференциальный автомат: характеристики, назначение

Для облегчения понимания дифференциала следует рассмотреть один физический процесс. Когда происходит касание изолированной проводящей линии, почему нет поражения электрическим током? Ответ очевиден: изоляция не позволяет току течь по телу человека.Но если жила оголена, встать на изолирующую подложку и коснуться провода? Эффект тот же - нет удара током. Подложка не дает цепи замыкаться через ствол на землю.

Понятие дифференциального тока

В природе не существует такого физического процесса, как дифференциальный ток. Это понятие представляет собой векторную величину, выраженную как сумма токов, присутствующих в цепи, взятых в виде среднего квадрата. Чтобы создать дифференциальный ток, должен произойти физический процесс, называемый током утечки.Но необходимо, чтобы выполнялось одно условие: корпус оборудования, в котором возник ток утечки, должен быть заземлен. В противном случае, если корпус не заземлен, возникновение тока утечки не приведет к появлению дифференциального тока. И выключатель дифференциального тока (ВДТ) не работает.

Взаимосвязь между дифференциальным током и током утечки

Когда в цепи присутствует ток утечки, он проходит к элементам, имеющим проводящий материал (металлический корпус для приборов, нагревательные трубы и т. Д.)) от деталей, находящихся под напряжением (электрические цепи, провода). Во время этих утечек нет короткозамкнутых участков. И поэтому нет факта неисправности цепи (ее явного повреждения).

Поскольку дифференциальный ток, если выразить его математически, представляет собой разность (в векторном значении) между током на выходе источника и током после нагрузки, то очевидно, что он почти идентичен току утечки. Но если последний действительно существует при нарушении, например, изоляции, повышенной влажности среды, через которую он может проходить, или чего-то еще, то дифференциальный ток появляется при подключении к земле.

Дифференциальные токи отключения и отключения

Под током отключения (или отключения) понимается такой дифференциальный ток, протекание которого приводит к отключению VDT с утечками в цепи.

Ток, протекание которого допустимо в цепи устройства защитного отключения (УЗО) и не возникает, называется дифференциальным незамкнутым током.

В нагруженной цепи, где работают устройства импульсного типа: выпрямители, дискретные цифровые приборы контроля мощности - все это современная бытовая техника, есть фоновые дифференциальные токи. Но такие токи не являются токами повреждения, и в этом случае электрическая цепь не может быть отключена. Поэтому порог срабатывания УЗО выбирается так, чтобы не реагировать на рабочее значение фона, а отключать ток утечки, превышающий это значение.

УЗО или дифференциальный автомат

Для защиты схемы от токов короткого замыкания на землю большой величины были разработаны специальные автоматические выключатели. Схема устройства постоянно проверяет контролируемую цепь на наличие утечек.Как только сумма векторных значений линейных токов становится больше нуля и предел чувствительности прибора выходит за пределы, он немедленно отключает цепь. Такие системы ставятся как в однофазные, так и в трехфазные сети.

Характеристики дифференциальных выключателей

Защитные устройства различных модификаций отличаются между собой:

  • конструктивными особенностями;
  • вид утечки электроэнергии;
  • параметров чувствительности;
  • скорость.

В зависимости от конструктивных особенностей бывают:

  • Устройства ВДТ (дифференциальный выключатель), где нет защиты от больших токов. Они реагируют на токи утечки, но для защиты их схемы необходимо постоянно включать предохранители.
  • Устройство RCBO, в котором предусмотрен автоматический выключатель. Это универсальное устройство с двойной функцией - для защиты от короткого замыкания и перегрузок, а также для контроля утечек.
  • Устройство с возможностью подключения машинного управления в точке подключения.Устройство предназначено для совместной установки с автоматическим выключателем. Его конструкция разработана таким образом, что допускает только одноразовое соединение с машиной.

В зависимости от формы токов утечки разработаны группы предохранительных устройств следующих модификаций:

  • AC - устройства, работающие с переменным синусоидальным током. Они не реагируют на дифференциальные импульсные токи, возникающие в момент включения, например, ламп люминесцентных, рентгеновских приборов, устройств обработки информационных сигналов, преобразователей на тиристорах.
  • А - устройства для защиты от постоянного импульсного и переменного тока. Пиковые значения утечки импульсных дифференциальных токов не распознаются. Они работают в схемах выпрямителей электронного типа, регуляторах фазоимпульсного преобразования. Не допускайте утечки на землю пульсирующего электричества, в котором присутствует постоянная составляющая напряжения.
  • B - системы, работающие с переменными, постоянными и пульсирующими токами утечки.

По чувствительности дифференциальный выключатель бывает следующих типов:

  • Системы малочувствительны, размыкающие цепь при косвенном прикосновении.
  • Системы с высокой чувствительностью. Защитите, если есть прямой контакт с токоведущим кабелем.
  • Противопожарные мероприятия.

По времени работы устройства:

  • Действия мгновенные.
  • Быстродействующий.
  • Для общего назначения.
  • С задержкой - селективного типа.

Устройства токовой защиты дифференциально-селективного устройства способны отключать только ту часть оборудования, где произошло нарушение.

Принцип работы переключателя дифференциального тока

УЗО состоит из сердечника в виде кольца и двух обмоток. Эти обмотки абсолютно одинаковые, то есть выполнены проводом одного сечения и одинаковым количеством витков. Ток проходит через одну обмотку в направлении входа нагрузки, а затем через нагрузку возвращается во вторую обмотку. Поскольку в каждой нагрузке проходит номинальный ток, суммарные токи на входе и выходе, по Киргофу, должны быть равны.В результате токи создают в обмотках одинаковые магнитные потоки, направленные в противоположном направлении. Эти потоки компенсируют друг друга, и система остается неподвижной. Если есть ток утечки, магнитные поля будут другими, реле дифференциального тока сработает, что приведет к размыканию электрических контактов. Линия электропередач будет полностью обесточена.

Где находится устройство защитного дифференциального тока

В областях современного строительства и электрооборудования, а также при реконструкции все больше и больше устройств, отключающих дифференциальный ток. Это оправдано повышением безопасности эксплуатации электрических сетей, а также снижением травматизма. УЗО применяются в:

  • общественных зданиях: учебных заведениях, домах культуры, больницах, гостиничных комплексах, спортивных сооружениях;
  • зданий индивидуальных жилых и многоквартирных домов: домов, коттеджей, общежитий, подсобных домов;
  • торговых площадей, особенно на основе металлоконструкций;
  • административных зданий;
  • промышленных предприятий.

Варианты схем УЗО

Дифференциально-токовое защитное устройство разряжено на другое количество контролируемых фаз. Бывают однофазные, двухфазные и трехфазные выключатели дифференциального тока.

Если линия однофазная и к ней нужно подключить УЗО и одинарный выключатель, то принципиальной разницы, что ставить на первое место, нет. Все эти устройства размещены на входе схемы. Просто удобнее сначала настроить автомат на фазу, а потом на переключатель дифференциального тока. Поскольку нагрузка тогда подключается к обоим контактам УЗО, вместо фазы - к автомату, а вместо нуля - к защитному устройству.

Если основная линия разделена на несколько линий с нагрузкой, то сначала ставится УЗО, а затем на каждую линию свой автоматический выключатель. Важно, чтобы номинальный ток, который может пропускать УЗО, был больше, чем ток отключения автомата, в противном случае невозможно будет защитить само устройство.

Заключение

Все работы по организации системы электропроводки и защиты цепей лучше всего доверить профессиональным электрикам! Своими руками собрать можно только простые электрические схемы, а подключая защитные устройства, четко следовать инструкции.Обычно каждый контакт помечается соответствующим образом.

Ричард Фейнман и машина связи

У. Дэниэл Хиллис для Physics Today

Однажды, когда я обедал с Ричардом Фейнманом, я сказал ему, что планирую основать компанию по созданию параллельного компьютера с миллионом процессоров. Его реакция была однозначной: «Это определенно самая глупая идея, которую я когда-либо слышал». Для Ричарда безумная идея была возможностью либо доказать, что она неверна, либо доказать, что она верна.В любом случае, ему было интересно. К концу обеда он согласился провести лето в компании.

Интерес Ричарда к вычислениям уходит корнями в его дни в Лос-Аламосе, где он руководил «компьютерами», то есть людьми, которые работали с механическими калькуляторами. Там он сыграл важную роль в создании некоторых из первых программируемых счетных машин для физического моделирования. Его интерес к этой области возрос в конце 1970-х, когда его сын Карл начал изучать компьютеры в Массачусетском технологическом институте.

Я познакомился с Ричардом через его сына. Я был аспирантом лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института, и Карл был одним из студентов, помогавших мне с моим дипломным проектом. Я пытался сконструировать компьютер достаточно быстро, чтобы решать проблемы здравого смысла. Машина, как мы ее предполагали, будет содержать миллион крошечных компьютеров, соединенных коммуникационной сетью. Мы назвали это «машиной связи». Ричард, всегда интересовавшийся деятельностью сына, внимательно следил за проектом.Он скептически относился к этой идее, но всякий раз, когда мы встречались на конференции или я посещал Калифорнийский технологический институт, мы не спали до раннего утра, обсуждая детали запланированной машины. Впервые он, казалось, поверил, что мы действительно собираемся попытаться построить это, было на обеденном собрании.

Ричард прибыл в Бостон на следующий день после регистрации компании. Мы были заняты сбором денег, поиском места для аренды, выпуском акций и т. Д.Мы поселились в старом особняке недалеко от города, и когда появился Ричард, мы все еще оправлялись от шока, вызванного наличием первых нескольких миллионов долларов в банке. Несколько месяцев никто не думал ни о чем техническом. Мы спорили о том, как должно называться название компании, когда Ричард вошел, отсалютовал и сказал: «Ричард Фейнман отчитывается по долгу службы. Хорошо, босс, каково мое задание?» Собравшаяся группа не совсем окончивших MIT студентов была поражена.

После поспешного частного обсуждения («Я не знаю, вы наняли его ...») мы сообщили Ричарду, что его задание будет заключаться в консультировании по применению параллельной обработки в научных задачах.

«Звучит как чушь», - сказал он. «Дайте мне что-нибудь реальное».

Итак, мы послали его купить канцелярские товары. Пока его не было, мы решили, что больше всего нас беспокоил маршрутизатор, доставляющий сообщения от одного процессора к другому.Мы не были уверены, что наш дизайн сработает. Когда Ричард вернулся с покупки карандашей, мы дали ему задание разобрать роутер.

Машина

Маршрутизатор машины подключения был частью оборудования, которое позволяло процессорам обмениваться данными. Это было сложное устройство; для сравнения: сами процессоры были простыми. Подключение отдельного коммуникационного провода между каждой парой процессоров было непрактичным, так как миллион процессоров потребовал бы проводов на сумму 10 ^ {12] долларов. Вместо этого мы планировали соединить процессоры в 20-мерный гиперкуб, чтобы каждому процессору нужно было напрямую общаться только с 20 другими. Поскольку многие процессоры должны были обмениваться данными одновременно, многие сообщения будут конкурировать за одни и те же провода. Задача маршрутизатора заключалась в том, чтобы найти свободный путь через эту 20-мерную пробку или, если он не мог, удерживать сообщение в буфере, пока путь не станет свободным. Наш вопрос Ричарду Фейнману заключался в том, предоставили ли мы достаточно буферов для эффективной работы маршрутизатора.

В течение первых нескольких месяцев Ричард начал изучать принципиальные схемы маршрутизатора, как если бы они были объектами природы. Он был готов выслушать объяснения того, как и почему все работает, но в основном он предпочитал выяснять все самостоятельно, моделируя действие каждой из схем карандашом и бумагой.

Тем временем, остальные из нас, счастливые найти что-то, чем занять Ричарда, занялись заказом мебели и компьютеров, наняли первых инженеров и договорились о том, чтобы Агентство перспективных исследовательских проектов обороны (DARPA) заплатило на разработку первого прототипа. Ричард проделал замечательную работу, сосредоточившись на своем «задании», лишь изредка останавливался, чтобы помочь подключить компьютерный зал, настроить механический цех, обменяться рукопожатием с инвесторами, установить телефоны и весело напомнить нам, насколько мы все сумасшедшие. Когда мы наконец выбрали название компании, Thinking Machines Corporation, Ричард был в восторге. «Это хорошо. Теперь мне не нужно объяснять людям, что я работаю с кучкой психов. Я могу просто назвать им название компании.«

Техническая сторона проекта явно выходила за рамки наших возможностей. Мы решили упростить процесс, начав с 64 000 процессоров, но даже тогда объем работы был огромным. Нам пришлось разработать собственные кремниевые интегральные схемы с процессорами и маршрутизатором. Нам также пришлось изобрести механизмы упаковки и охлаждения, написать компиляторы и ассемблеры, разработать способы одновременного тестирования процессоров и так далее. Даже простые проблемы, такие как соединение плат вместе, приобрели совершенно новый смысл при работе с десятками тысяч процессоров. Оглядываясь назад, можно сказать, что если бы мы хоть как-то понимали, насколько сложным будет проект, мы бы никогда не начали.

"Организуйте этих парней"

Я никогда раньше не управлял большой группой, и я был явно не в себе. Ричард вызвался помочь. «Мы должны организовать этих ребят», - сказал он мне. «Позвольте мне рассказать вам, как мы это сделали в Лос-Аламосе».

У каждого великого человека, которого я знаю, было определенное время и место в жизни, которые они использовали в качестве ориентира; время, когда все работало так, как должно, и великие дела были достигнуты.Для Ричарда это время было в Лос-Аламосе во время Манхэттенского проекта. Всякий раз, когда что-то становилось «дерзким», Ричард оглядывался назад и пытался понять, чем сейчас было иначе, чем тогда. Используя этот подход, Ричард решил, что мы должны выбрать эксперта в каждой важной области машины, такой как программное обеспечение, упаковка или электроника, чтобы стать «лидером группы» в этой области, по аналогии с лидерами группы в Лос-Аламосе.

Часть вторая кампании Фейнмана «Давайте организовываться» заключалась в том, что мы должны начать регулярную серию семинаров с приглашенными докладчиками, которые могут иметь интересные дела с нашей машиной.Идея Ричарда заключалась в том, что мы должны сосредоточиться на людях с новыми приложениями, потому что они будут менее консервативны в отношении того, какой компьютер они будут использовать. На наш первый семинар он пригласил Джона Хопфилда, своего друга из Калифорнийского технологического института, чтобы он рассказал нам о своей схеме построения нейронных сетей. В 1983 году изучение нейронных сетей было таким же модным, как изучение ESP, поэтому некоторые люди считали Джона Хопфилда немного сумасшедшим. Ричард был уверен, что ему подойдет компания Thinking Machines Corporation.

Хопфилд изобрел способ построения [ассоциативной памяти], устройство для запоминания паттернов. Чтобы использовать ассоциативную память, ее обучают на серии шаблонов, таких как изображения букв алфавита. Позже, когда в памяти появляется новый образец, он может вспомнить аналогичный образец, который он видел в прошлом. Новое изображение буквы «А» будет «напоминать» воспоминание о другом «А», которое она видела ранее.Хопфилд выяснил, как такую ​​память можно построить с помощью устройств, похожих на биологические нейроны.

Похоже, что метод Хопфилда работает не только, но и на машине связи. Фейнман выяснил детали того, как использовать один процессор для моделирования каждого из нейронов Хопфилда, при этом сила связей представлена ​​в виде чисел в памяти процессоров. Из-за параллельной природы алгоритма Хопфилда все процессоры можно было использовать одновременно со 100% эффективностью, так что машина соединений была бы в сотни раз быстрее, чем любой обычный компьютер.

Алгоритм для логарифмов

Фейнман довольно подробно разработал программу для вычисления сети Хопфилда на Connection Machine. Больше всего он гордился подпрограммой для вычисления логарифмов. Я упоминаю об этом здесь не только потому, что это умный алгоритм, но и потому, что это особый вклад Ричарда в мейнстрим информатики. Он изобрел его в Лос-Аламосе.

Рассмотрим задачу поиска логарифма дробного числа от 1.{-k] $ может использоваться всеми процессорами. Все вычисления заняли меньше времени, чем деление.

Концентрация на алгоритме простой арифметической операции была типичной для подхода Ричарда. Ему нравились детали. Изучая маршрутизатор, он обращал внимание на действие каждого отдельного гейта, а при написании программы настаивал на понимании реализации каждой инструкции. Он не доверял абстракциям, которые не могли быть напрямую связаны с фактами.Когда несколько лет спустя я написал для [Scientific American] общую статью о машине подключения, он был разочарован тем, что в ней упущено слишком много деталей. Он спросил: «Откуда можно знать, что это не просто чушь?»

Настойчивость Фейнмана в изучении деталей помогла нам раскрыть потенциал машины для численных вычислений и физического моделирования. В то время мы убедили себя, что машина соединений не будет эффективна при «вычислении чисел», потому что у первого прототипа не было специального оборудования для векторов или арифметики с плавающей запятой. Оба эти требования были «известны» как требования для обработки чисел. Фейнман решил проверить это предположение на проблеме, с которой он был подробно знаком: квантовой хромодинамике.

Квантовая хромодинамика - это теория внутреннего устройства атомных частиц, таких как протоны. Используя эту теорию, в принципе возможно вычислить значения измеримых физических величин, таких как масса протона. На практике для таких вычислений требуется столько арифметических операций, что самые быстрые компьютеры в мире будут загружены на долгие годы.Один из способов сделать это вычисление - использовать дискретную четырехмерную решетку для моделирования части пространства-времени. Нахождение решения включает сложение вкладов всех возможных конфигураций определенных матриц на звеньях решетки или, по крайней мере, некоторой большой репрезентативной выборки. (По сути, это интеграл по путям Фейнмана.) Дело в том, что это настолько сложно, так это то, что вычисление вклада даже одной конфигурации включает в себя умножение матриц вокруг каждого маленького цикла в решетке, и количество петель растет как четвертая степень размер решетки. Поскольку все эти умножения могут выполняться одновременно, есть много возможностей, чтобы занять все 64000 процессоров.

Чтобы выяснить, насколько хорошо это будет работать на практике, Фейнману пришлось написать компьютерную программу для КХД. Поскольку единственный компьютерный язык, с которым Ричард был действительно знаком, был Basic, он создал параллельную версию Basic, на которой он написал программу, а затем моделировал ее вручную, чтобы оценить, насколько быстро она будет работать на Connection Machine.

Он был в восторге от результатов. «Эй, Дэнни, ты не поверишь в это, но эта твоя машина действительно может сделать кое-что [полезное]!» Согласно расчетам Фейнмана, машина соединений, даже без какого-либо специального оборудования для арифметики с плавающей запятой, превзойдет машину, которую CalTech создавала для выполнения вычислений QCD. С этого момента Ричард все больше и больше подталкивал нас к рассмотрению численных приложений машины.

К концу того лета 1983 года Ричард завершил свой анализ поведения маршрутизатора и, к нашему большому удивлению и удивлению, представил свой ответ в виде набора уравнений в частных производных. Для физика это может показаться естественным, но для разработчика компьютеров рассматривать набор логических схем как непрерывную дифференцируемую систему немного странно. Уравнения маршрутизатора Фейнмана были в терминах переменных, представляющих непрерывные величины, такие как «среднее число 1 бит в адресе сообщения.«Я гораздо больше привык рассматривать анализ с точки зрения индуктивного доказательства и анализа случая, чем брать производную от« числа единиц »по времени. Наш дискретный анализ показал, что нам нужно семь буферов на чип; уравнения Фейнмана предполагают, что мы только нужно было пять. Мы решили перестраховаться и проигнорировать Фейнмана.

Решение проигнорировать анализ Фейнмана было принято в сентябре, но к весне следующего года мы уперлись в стену. Чипы, которые мы разработали, были немного велики для производства, и единственный способ решить проблему - сократить количество буферов на чип до пяти.Поскольку уравнения Фейнмана утверждали, что мы можем делать это безопасно, его нетрадиционные методы анализа стали казаться нам все лучше и лучше. Мы решили пойти дальше и сделать чипы с меньшим количеством буферов.

К счастью, он был прав. Когда мы сложили чипсы, машина заработала. Первой программой, запущенной на машине в апреле 1985 года, была игра Конвея «Жизнь».

Клеточные автоматы

Игра в жизнь - это пример класса вычислений, который интересовал Фейнмана, под названием [клеточные автоматы].Как и многие физики, потратившие свою жизнь на то, чтобы последовательно переходить на все более низкие уровни атомных деталей, Фейнман часто задавался вопросом, что же находится на дне. Одним из возможных ответов был клеточный автомат. Идея состоит в том, что «континуум» на своих самых низких уровнях может быть дискретным как в пространстве, так и во времени, и что законы физики могут быть просто макро-следствием среднего поведения крошечных клеток. Каждая ячейка может быть простым автоматом, который подчиняется небольшому набору правил и взаимодействует только со своими ближайшими соседями, как при вычислении решетки для КХД. Если бы Вселенная действительно работала таким образом, то это, вероятно, имело бы проверяемые последствия, такие как верхний предел плотности информации на кубический метр пространства.

Идея клеточных автоматов восходит к фон Нейману и Улама, которых Фейнман знал в Лос-Аламосе. Недавний интерес Ричарда к этому предмету был вызван его друзьями Эдом Фредкином и Стивеном Вольфрамом, оба из которых были очарованы моделями физики клеточных автоматов.Фейнман всегда сразу указывал им, что он считает их конкретные модели «странными», но, как и машину связи, он считал объект достаточно безумным, чтобы вложить в него немного энергии.

Есть много потенциальных проблем с клеточными автоматами как моделью физического пространства и времени; например, поиск набора правил, подчиняющихся специальной теории относительности. Одна из самых простых задач - сделать так, чтобы физика выглядела одинаково во всех направлениях.Наиболее очевидный образец клеточных автоматов, такой как фиксированная трехмерная сетка, имеет предпочтительные направления вдоль осей сетки. Можно ли реализовать даже ньютоновскую физику на фиксированной решетке автоматов?

У Фейнмана было предложенное решение проблемы анизотропии, которое он попытался (безуспешно) проработать подробно. Его идея заключалась в том, что лежащие в основе автоматы, вместо того, чтобы быть соединенными в регулярную решетку, такую ​​как сетка или узор из шестиугольников, могли быть связаны случайным образом.Волны, распространяющиеся через эту среду, будут в среднем распространяться с одинаковой скоростью во всех направлениях.

Клеточные автоматы начали привлекать внимание Thinking Machines, когда Стивен Вольфрам, который также проводил время в компании, предложил нам использовать такие автоматы не как модель физики, а как практический метод моделирования физических систем. В частности, мы могли бы использовать один процессор для моделирования каждой ячейки и правил, выбранных для моделирования чего-то полезного, например гидродинамики.Для двумерных задач было изящное решение проблемы анизотропии, поскольку [Фриш, Хасслахер, Помо] показали, что гексагональная решетка с простым набором правил приводит к изотропному поведению на макроуровне. Вольфрам использовал этот метод на Connection Machine, чтобы создать красивый фильм о турбулентном потоке жидкости в двух измерениях. Просмотр фильма взволновал всех нас, особенно Фейнмана, физическим моделированием. Мы все начали планировать дополнения к оборудованию, такие как поддержка арифметики с плавающей запятой, которая позволила бы нам выполнять и отображать различные симуляции в реальном времени.

Фейнман Объяснитель

Между тем у нас были большие проблемы с объяснением людям, что мы делаем с клеточными автоматами. Глаза обычно потускнели, когда мы начали говорить о диаграммах переходов между состояниями и конечных автоматах. В конце концов Фейнман сказал нам объяснить это так:

«В природе мы заметили, что поведение жидкости очень мало зависит от природы отдельных частиц в этой жидкости.Например, поток песка очень похож на поток воды или поток стопки шариковых подшипников. Поэтому мы воспользовались этим фактом, чтобы изобрести тип воображаемой частицы, которую нам особенно просто моделировать. Эта частица представляет собой идеальный шарикоподшипник, который может двигаться с одной скоростью в одном из шести направлений. Поток этих частиц в достаточно большом масштабе очень похож на поток природных флюидов ».

Это было типичное объяснение Ричарда Фейнмана.С одной стороны, это приводило в ярость экспертов, которые работали над проблемой, потому что в нем не упоминались даже все умные проблемы, которые они решили. С другой стороны, слушатели обрадовались, так как они смогли уйти от этого с реальным пониманием явления и того, как оно связано с физической реальностью.

Мы попытались воспользоваться талантом Ричарда к ясности, заставив его критиковать технические презентации, которые мы сделали при представлении наших продуктов.Перед коммерческим анонсом Connection Machine CM-1 и всех наших будущих продуктов Ричард критиковал запланированную презентацию предложение за предложением. «Не говорите« отраженная акустическая волна ». Скажите [эхо] ". Или: «Забудьте все эти« локальные минимумы ». Просто скажите, что в кристалле застрял пузырь, и вам нужно его вытряхнуть». Ничто не злило его сильнее, чем простая сложная речь.

Заставить Ричарда дать такой совет иногда было непросто.Он делал вид, что ему не нравится работать над проблемами, выходящими за рамки заявленной им области знаний. Часто в «Мыслительных машинах», когда его просили совета, он грубо отказывался со словами: «Это не мой отдел». Я никогда не мог понять, что это за отдел, но в любом случае это не имело значения, поскольку большую часть времени он проводил, работая над проблемами «не моего отдела». Иногда он действительно сдавался, но чаще он возвращался через несколько дней после своего отказа и замечания: «Я думал о том, о чем вы спросили на днях, и мне это кажется... "Это сработало бы лучше всего, если бы вы не ожидали этого.

Я не имею в виду, что Ричард не решался делать «грязную работу». Фактически, он всегда был волонтером для этого. Многие посетители «Мыслительных машин» были шокированы, увидев, что у нас есть нобелевский лауреат, который паяет печатные платы или красит стены. Но то, что Ричард ненавидел или, по крайней мере, делал вид, что ненавидит, просили дать совет. Так почему же люди всегда просили его об этом? Потому что даже когда Ричард не понимал, он всегда понимал лучше, чем все мы.И что бы он ни понимал, он мог дать понять и другим. Ричард заставил людей почувствовать себя детьми, когда взрослые относятся к нему как к взрослому. Он никогда не боялся говорить правду, и каким бы глупым ни был ваш вопрос, он никогда не заставлял вас чувствовать себя дураком.

Очаровательная сторона Ричарда помогла людям простить его за его некрасивые качества. Например, Ричард во многом был сексистом. Когда подходило время для его ежедневной тарелки супа, он оглядывался в поисках ближайшей «девушки» и спрашивал, принесет ли она ему его.Не имело значения, была ли она поваром, инженером или президентом компании. Однажды я спросил женщину-инженера, которая только что стала жертвой этого, беспокоит ли ее это. «Да, это меня действительно раздражает», - сказала она. «С другой стороны, он единственный, кто когда-либо объяснил мне квантовую механику, как если бы я мог ее понять». В этом была суть очарования Ричарда.

Вид игры

Ричард работал в компании в течение следующих пяти лет.В конечном итоге к машине было добавлено оборудование с плавающей запятой, и по мере того, как машина и ее преемники начали коммерческое производство, они все больше и больше использовались для решения задач численного моделирования, которые Ричард впервые применил в своей программе QCD. Интерес Ричарда сместился с конструкции машины на ее применение. Как оказалось, создание большого компьютера - хороший повод поговорить с людьми, которые работают над одними из самых захватывающих проблем науки.Мы начали работать с физиками, астрономами, геологами, биологами, химиками - каждый из них пытался решить какую-то проблему, которую раньше было невозможно решить. Чтобы понять, как выполнять эти вычисления на параллельной машине, требуется понимание деталей приложения, что Ричард любил делать.

Для Ричарда решение этих проблем было чем-то вроде игры. Он всегда начинал с самых простых вопросов вроде: «Какой самый простой пример?». или "Как узнать, правильный ли ответ?" Он задавал вопросы, пока не свел проблему к какой-то важной загадке, которую, как он думал, он сможет решить.Затем он брался за работу, что-то писал на блокноте и смотрел на результаты. Пока он решал эту головоломку, его невозможно было прервать. «Не приставай ко мне. Я занят», - говорил он, даже не поднимая глаз. В конце концов он либо решит, что проблема слишком сложна (в этом случае он потеряет интерес), либо найдет решение (в этом случае он потратит следующие день или два, объясняя ее всем, кто слушает). Таким образом он работал над проблемами поиска в базах данных, геофизического моделирования, сворачивания белков, анализа изображений и чтения страховых форм.

Последний проект, над которым я работал с Ричардом, относился к моделируемой эволюции. Я написал программу, которая моделировала эволюцию популяций воспроизводящих половым путем существ на протяжении сотен тысяч поколений. Результаты были удивительными, поскольку физическая форма населения резко увеличивалась, а не благодаря ожидаемому устойчивому улучшению. Летопись окаменелостей показывает некоторые свидетельства того, что реальная биологическая эволюция может также демонстрировать такое «прерывистое равновесие», поэтому Ричард и я решили более внимательно изучить, почему это произошло.К тому времени он чувствовал себя плохо, поэтому я пошел и провел с ним неделю в Пасадене, и мы разработали модель эволюции конечных популяций, основанную на уравнениях Фоккера-Планка. Вернувшись в Бостон, я пошел в библиотеку и обнаружил книгу Кимуры на эту тему, и, к моему большому разочарованию, все наши «открытия» были изложены на первых нескольких страницах. Когда я перезвонил и рассказал Ричарду о том, что я нашел, он был в восторге. "Эй, мы правильно поняли!" он сказал.«Неплохо для любителей».

Оглядываясь назад, я понимаю, что почти во всем, над чем мы работали вместе, мы оба были любителями. В цифровой физике, нейронных сетях и даже в параллельных вычислениях мы никогда не знали, что делаем. Но то, что мы изучали, было настолько новым, что никто другой точно не знал, что они делают. Только любители добились прогресса.

Говорить хорошие вещи, которые вы знаете

На самом деле, я сомневаюсь, что Ричард больше всего интересовал "прогресс".Он всегда искал закономерности, связи, новый взгляд на что-то, но я подозреваю, что его мотивацией было не столько понимание мира, сколько поиск новых идей для объяснения. Акт открытия не был завершен для него, пока он не научил этому кого-то другого.

Я помню разговор, который у нас состоялся примерно за год до его смерти, когда мы гуляли по холмам над Пасаденой. Мы исследовали незнакомую тропу, и Ричард, выздоравливающий после тяжелой операции по поводу рака, шел медленнее, чем обычно.Он рассказывал длинную и забавную историю о том, как он читал о своей болезни и удивлял своих врачей, предсказывая их диагноз и свои шансы на выживание. Я впервые слышал, как далеко зашёл его рак, поэтому шутки не казались такими уж смешными. Он, должно быть, заметил мое настроение, потому что внезапно остановил рассказ и спросил: «Эй, в чем дело?»

Я заколебался. «Мне грустно, потому что ты умрешь».

«Ага, - вздохнул он, - меня это тоже иногда беспокоит.Но не так много, как вы думаете ». И после еще нескольких шагов:« Когда ты станешь таким же старым, как я, ты начнешь понимать, что все-таки рассказал другим людям все хорошее, что знаешь ».

Несколько минут мы шли молча. Затем мы подошли к месту, где пересекалась еще одна тропа, и Ричард остановился, чтобы осмотреть окрестности. Внезапно его лицо озарила ухмылка. «Эй, - сказал он, забыв все следы печали, - держу пари, я могу показать тебе лучший путь домой.«

Так он и сделал.

Посетите главную страницу или подпишитесь на наш блог

Возможное вычислительное устройство нанометрового масштаба на основе складывающегося клеточного автомата (Журнальная статья)

Бенджамин, С. К., и Джонсон, Н. Ф. Возможное вычислительное устройство нанометрового масштаба, основанное на добавляющем клеточном автомате . США: Н. П., 1997. Интернет. DOI: 10,1063 / 1,118851.

Бенджамин, С. К., и Джонсон, Н. Ф. Возможное вычислительное устройство нанометрового масштаба на основе складывающегося клеточного автомата . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1063/1.118851

Бенджамин, С. К., и Джонсон, Н. Ф. Вт. «Возможное вычислительное устройство нанометрового масштаба на основе складывающегося клеточного автомата». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1063/1.118851.

@article {osti_544515,
title = {Возможное вычислительное устройство нанометрового масштаба на основе добавляющегося клеточного автомата},
author = {Бенджамин, С. К. и Джонсон, Н. Ф.},
abstractNote = {Мы представляем простой одномерный клеточный автомат (CA), который обладает тем свойством, что начальное состояние, состоящее из двух двоичных чисел, быстро переходит в конечное состояние, которое является их суммой.Мы называем этот КА добавляемым клеточным автоматом (АКА). ACA требует только 2N ячеек с двумя состояниями, чтобы добавить любые два N {минус} 1-битных двоичных числа. ACA может быть непосредственно реализован как беспроводное вычислительное устройство нанометрового масштаба. Обрисована возможная реализация с использованием связанных квантовых точек. {copyright} {ital 1997 Американский институт физики.}},
doi = {10.1063 / 1.118851},
url = {https://www.osti.gov/biblio/544515}, journal = {Applied Physics Letters},
номер = 17,
объем = 70,
place = {United States},
год = {1997},
месяц = ​​{4}
}

Дифференциальное и интегральное исчисление для логических операций. Матрично-векторный подход | Журнал логики и вычислений

Абстрактные

Разнообразные проблемы, возникшие при исследовании электронных схем, компьютерных устройств и клеточных автоматов, послужили причиной ряда попыток создания дифференциального и интегрального исчисления для булевых функций. В данной статье мы расширяем этот вид исчисления, чтобы включить семантику классических логических операций. Мы показываем, что это расширение логики сильно помогает, если мы погрузим элементарное логическое исчисление в матрично-векторный формализм, который, естественно, включает в себя своего рода нечеткую логику.Таким образом, руководствуясь законами матричной алгебры, мы можем построить компактные представления для производных и интегралов логических функций. Внутри этого семантико-алгебраического исчисления мы получаем выражения для производных некоторых основных логических операций и показываем общий способ получения производных любой правильно сформированной формулы исчисления высказываний. Мы показываем, что некоторые из основных тавтологий ( Excluded middle, Modus ponens, Hypothetical syllogism ) являются членами своего рода иерархической системы, связанной алгоритмом дифференциации.Кроме того, используя логические производные, мы показываем, что относительно сложные формулы могут сворачиваться в простые выражения, которые ясно раскрывают их скрытый логический смысл. Поиск первообразных естественным образом дает интегральное исчисление. В рамках этого логического формализма всегда можно найти неопределенный интеграл для любого логического выражения. Более того, конкретные интегралы могут быть построены на основе свойств отсоединения, которые приводят к логическим выражениям возрастающей сложности. Мы показываем, что эти частные интегралы имеют некоторое сходство с процедурами «обобщающего вывода», исследованными Лукасевичем.

Этот контент доступен только в формате PDF.

© Автор, 2014.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *