ŚFiNiA

[rafal3006]

Przypowieść o krasnoludku

Dzisiejsza logika nie odróżnia logiki dodatniej od ujemnej, dlatego nie opisuje poprawnie otaczającej nas rzeczywistości. Odpowiednikiem logiki dodatniej i ujemnej w świecie fizyki może być wektor napięcia zmiennego w naszych gniazdkach elektrycznych. Nie jest to przykład idealny bowiem jest to przykład równoważnościowy (brakuje tu „wolnej woli” opisywanej przez operatory implikacji), ale pokazuje na czym polega błąd współczesnej logiki twierdzącej że operator implikacji odwrotnej ~> jest w zbędny.

Wszyscy wiemy, że napięcie zmienne to sinusoida. W połówkach dodatnich sinusoidy napięcie zmienne ma wartość dodatnią, natomiast w ujemnych wartość ujemną, oczywiście względem stałego punktu odniesienia zwanym w energetyce zerem lub ziemią (w elektronice masą).

Punkt odniesienia jest w energetyce pojęciem kluczowym, bowiem napięcie zmienne jest wektorem kierunkowym, identycznie jak implikacja w logice.
Do każdego gniazdka elektrycznego w naszych domach dochodzą dwa przewody, zero i faza, Przewód zerowy podłączony jest na stałe z ziemią po której chodzimy, to punkt odniesienia w energetyce. Drugi przewód w energetyce to FAZA.
Oznaczmy:
Vp = przewód zerowy
Vq = przewód FAZA

Jak sprawdzić doświadczalnie iż napięcie w połówkach dodatnich sinusoidy jest dodatnie a w ujemnych ujemne ?
Jeśli dysponujemy oscyloskopem służącym do obserwacji szybkich przebiegów zmiennych to podłączmy do gniazdka energetycznego i to widzimy, oczywiście masę oscyloskopu podłączamy do przewodu zerowego.

… a jeśli nie dysponujemy oscyloskopem ?
Mało kto wie, że napięcie zmienne wytwarza pracujący w elektrowni krasnoludek Zmiennek. Ma on do dyspozycji ogromne źródło regulowanego napięcia stałego o wartości maksymalnej Um=310V. W połówkach dodatnich sinusoidy masa tego źródła (minus) podłączona jest do przewodu zerowego w naszych gniazdkach elektrycznych (ziemi), natomiast plus podłączony jest do fazy. Zmiennek reguluje to napięcie od wartości 0 do 310V i z powrotem do wartości 0 po krzywej zwanej w matematyce połówką sinusoidy. Czas trwania jednej połówki sinusoidy to zaledwie 10 msek (milisekund).
Gdy Zmiennek dojedzie z napięciem po dodatniej połówce sinusoidy do wartości 0 robi coś nieprawdopodobnie cwanego, po prostu zamienia kabelki na źródle napięcia stałego. Do zera w naszych gniazdkach elektrycznych podłączony jest teraz plus źródła napięcia stałego, natomiast do fazy minus. Zmiennek reguluje tu napięcie dokładnie tak samo jak w dodatniej połówce sinusoidy lecz człowiek stojąc przy gniazdku elektrycznym widzi że w tej części sinusoidy napięcie zmienne to ujemna połówka sinusoidy. Po dojściu do wartości zero, Zmiennek znów zamienia kabelki na źródle napięcia stałego i tak „w koło Macieju”.

Jak sprawdzić poprawność powyższej teorii ?
Jeśli dysponujemy miernikiem napięcia stałego (woltomierzem) z zerem po środku mierzącym zakresy napięć U=-310V do U=+310V, to sprawdzenie jest bardzo proste. Należy podłączyć masę woltomierza do przewodu zerowego, natomiast drugi przewód miernika do fazy. Dzwonimy teraz do elektrowni i prosimy Zmienneka aby regulował napięcie zmienne z częstotliwością 1 HZ a nie jak to zwykle robi 50HZ (1HZ = 1 cykl na sekundę). Pewne jest że wskazówka woltomierza będzie się poruszać po sinusoidzie o wartościach szczytowych Um=+310V do Um=-310V.

… a jeśli nie dysponujemy woltomierzem ?
To możemy łatwo naświetlić problem przy pomocy dwóch źródeł napięcia stałego, dla uproszczenia przyjmijmy U=5V.