Область применения математического анализа в электротехнике Опции

[pirogov]

Вот такой вопрос,область применения математического анализа в электротехнике.
Так,просто интересно

Сообщение отредактировал pirogov - Jan 6 2010, 21:39

[DRUID3]

Такие вопросы порождает наша(exSSSR) система образования (не могущая осознать себя сама) - это она сейчас вопрошает Вашими "устами" ...
...этим вопросом задаваться даже странновато - а какова область применения естественного языка в любой из наук?

В идеале математикой(и матанализом ) нужно владеть занимаясь любым видом деятельности - в том числе и медициной(редко кого почитавшего выводы следующие из статистической обработки в медицинских экспериментах не парализует страх ) и искусством (не знаю как где, но у нас в академии искусств ее преподают, причем довольно продвинуто)... Это "каГбы йозыГ" помогающий предельно исчерпывающе что-либо описать. В виде тех или иных отношений... Любые законы - природы, общества, карточных игр ...электротехники, наконец(поведение тех или иных статических или динамических электросистем).

Но... ...Когда на первом курсе дают уравнения матфизики и теорию поля, а на третьем находится таки человек решивший все-же рассказать, что есть "свертка" (или там дать элементы теорвера и комбинаторики заново - есть и такие добрые души) то да... остаются стойкое убеждение, что матан(да и любой матпредмет) - это такая цепочка никому не нужных экзекуций и нужна она для поддержания дисциплины - вроде драяния до блеска палубы и медных деталей на судне ...

P.S.: мой ответ "вкратце" - это просто "еще один язык"...
P.P.S.: матан не люблю до сих пор... мой выбор аналитическая геометрия и линейная алгебра
P.P.P.S.: все-таки наверно "в электротехнике"...

[pirogov]

Я не говорил о математике, я говорил о математическом анализе. Меня больше интересует, где вы его применяли на практике или при решении проблемы в той области, которой вы занимаетесь.
Возможно,я не правильно сформулировал вопрос.
Я спросил, "где применяют?", а не "зачем мне это надо?", а вы мне про систему образования..

Сообщение отредактировано. Желаете начать свою историю на форуме с предупреждения ? DS

Сообщение отредактировал DS - Jan 7 2010, 10:18

[DRUID3]

Я не говорил о математике, я говорил о математическом анализе.

Мы говорим партия - подразумеваем Ленин. Как и разделение труда, разделение математики на "подмножества" - плод условной договоренности. Так не бывает, что где-то работает "дистиллированный" матанализ, но "слепа и глуха" дискретная математика, например... А уж в рутинной инженерной деятельности...

Меня больше интересует, где вы его применяли на практике или при решении проблемы в той области, которой вы занимаетесь.
Возможно,я не правильно сформулировал вопрос.

Я не электроинженер вообще, но отвечу... Нигде и везде. Ну, например, написание ЦОС программулек с "0"-ля(не с чужого шаблона) требует смутных но адекватных представлений о интегрировании, дифференцировании, понятии линейного диффура etc. Но с "антидемидовичами" и мантрой предельного перехода под рукой инженеры не ходЮт . В том-то и различие профессий - а иначе самыми лучшими инженерами были бы ведущие математики, и трамваи и мосты проектировали бы они. Аспиранты - да, бывает... Но я вообще не из этой степи, да и они уже тогда не инженеры .

как-то не обоснован...

каков вопрос таков ответ...

... я спросил, "где применяют?", а не "зачем мне это надо?", а вы мне про систему образования...

.
Это нигде не применяют. Как и не применяют "эссе на 2-е страницы о природе" после литинститута. Это просто часть подготовки - маленькими упражнениями доводят понимание работы профильных сложных систем(радио-, электро-, тепло-) до уровня рефлекторного, чуть-ли не подсознательного понимания... Не у всех получится - так же, как не все становятся писателями...

[Tanya]

Это нигде не применяют.

Нет. Некоторые даже рады, что другие (конкуренты) не применяют.

[SM]

Вообще крайне странный вопрос... Электротехника целиком и полностью базируется на ТОЭ. А ТОЭ в свою очередь на математике, и мат. анализе в частности. Любой анализ любой мало-мальски сложной схемы подразумевает в большинстве случаев использование чего-то из матанализа. Даже если Вы анализируете схему в каком-то программном пакете, то запуская программу-решатель Вы автоматически пользуетесь мат.анализом и прочей математикой, не особо задумываясь об этом. Вот например - знаете что такое "фаза" (не та, от которой током бъет)? А проанализировать фазовые взаимоотношения в схеме без ТФКП ну никак... А это частой воды запчасть матанализа.

[blackfin]

Вообще крайне странный вопрос..

Вопрос, достойный студента первого курса, которому на днях сдавать свой первый экзамен по мат. анализу.

[Lonesome Wolf]

Увы, матану грозит превращение в факультативную дисциплину - типа - а не хотите ли Вы узнать, что происходит, если нажимается кномочка Run...

[DRUID3]

Нет. Некоторые даже рады, что другие (конкуренты) не применяют.

Да не сказал-бы что рады они. Рады как раз те, кто его не применят - ведь каких инженеров ищут? Опытных. Но это я стебаюсь конечно. А имел я в виду то, что в наше время встретить применение матанализа в чистом виде (меня аФФтАр то как раз по этому поводу осадил, не так ли?) в практике инженера - крайне затруднительно. Никто фактически с карандашом и бумажкой не ищет аналитическое решение интеграла, например. Все сводится к тем или иным расчетам которые ближе к понятию "численные методы". Те же расчеты цепей, например. И основная масса требуемых знаний сейчас сдвинута больше к качественному пониманию и умению "вбить" это все в нужную матпакет, чем к знаниям "фундаментального" математика 50-х годов прошлого века...

Еще раз подчеркиваю - это я не о научной деятельности говорю... И не надо сводить обсуждение к условности грани между профессией разработчика и исследователя, например... Достаточно зайти в раздел "работа" на этом форуме и узреть чем, в основной своей массе, сейчас занимаются инженеры-разработчики...

[Oldring]

А имел я в виду то, что в наше время встретить применение матанализа в чистом виде (меня аФФтАр то как раз по этому поводу осадил, не так ли?) в практике инженера - крайне затруднительно. Никто фактически с карандашом и бумажкой не ищет аналитическое решение интеграла, например. Все сводится к тем или иным расчетам которые ближе к понятию "численные методы". Те же расчеты цепей, например. И основная масса требуемых знаний сейчас сдвинута больше к качественному пониманию и умению "вбить" это все в нужную матпакет, чем к знаниям "фундаментального" математика 50-х годов прошлого века...

Да бросьте. Интегрироать аналитически - да, в электротехнике не часто, но если просчитать физическую модель, то нередко проще на бумажке. Но матанализ это не только интегрирование, а и предельные переходы, например, и асимптотики. Без понимания этих вещей на уровне интуиции любому инженеру очень сложно.

[Tanya]

А имел я в виду то, что в наше время встретить применение матанализа в чистом виде (меня аФФтАр то как раз по этому поводу осадил, не так ли?) в практике инженера - крайне затруднительно. Никто фактически с карандашом и бумажкой не ищет аналитическое решение интеграла, например. Все сводится к тем или иным расчетам которые ближе к понятию "численные методы". Те же расчеты цепей, например. И основная масса требуемых знаний сейчас сдвинута больше к качественному пониманию и умению "вбить" это все в нужную матпакет, чем к знаниям "фундаментального" математика 50-х годов прошлого века...

Должна Вам признаться (повторюсь), что именно мое умение (и неумение конкурентов) брать интегралы на бумажках и порождаемые этим схемочки меня подкармливают.

[serebr]

Электротехника имеет дело с динамическими элементами, т.е. с теми, которые имеют переменные состояния. Для индуктивности переменная состояния - ток, для ёмкости - заряд. Поведение системы с такими элементами описывается системой дифференциальных уравнений, решение которых и есть приложение (использование) матанализа. Иногда удобнее записать исходные диф. уравнения, описывающие реальную систему, и решить их аналитически, получив формулу для удобного анализа зависимостей.

[DRUID3]

Но матанализ это не только интегрирование, а и предельные переходы, например, и асимптотики. Без понимания этих вещей на уровне интуиции любому инженеру очень сложно.

Себя же и процитирую...

Это просто часть подготовки - маленькими упражнениями доводят понимание работы профильных сложных систем(радио-, электро-, тепло-) до уровня рефлекторного, чуть-ли не подсознательного понимания...

Это в том смысле, что никто и не спорит о том, что это важная часть подготовки (хотя и прошедшая мимо меня )...
Но вот насчет применения сих чудных знаний в повседневной практике сейчас - "не верю"...

Да бросьте. Интегрироать аналитически - да, в электротехнике не часто, но если просчитать физическую модель, то нередко проще на бумажке.

Очень сомневаюсь, что на бумажке проще. Техника прошлых лет приобретала свои "очертания"(от формы крыльев самолета до видов радиосигналов и способов их обработки) нередко не потому, что так задумал конструктор, а потому, что был вынужден - так было легче находить аналитическое решение... Причем часто этот шаблон мышления вбивался еще на этапе учебы - потом бывало тяжело отказаться от вереницы наработанных приемов. Вот она база для инертности мышления в технике . Хотя, разумеется, изначально то, что у прямоугольного импульса спектр sin(w)/(w) не построением же циркулем и линейкой определять... Кстати, а можно было и так ... У каждого свой подход ...

Должна Вам признаться (повторюсь), что именно мое умение (и неумение конкурентов) брать интегралы на бумажках и порождаемые этим схемочки меня подкармливают.

Таня, я ужасно рад Вашему признанию, но видимо мы говорим одинаковыми словами о разных вещах , либо речь вообще идет о научной работе... Давайте ка примеры в студию(как собственно автор топика и просил - особенно рад он будет области электротехники) . Я тоже хочу себе таких неумелых конкурентоФФ и такую область задач...

P.S.: друзья, харош всех убеждать в пользе матанализа. Все с этим согласны(даже те кто его плохо знает ). Давайте реальные примеры из своих повседневных задач...

[Oldring]

Очень сомневаюсь, что на бумажке проще.

Проще, проще, когда интегралы достаточно простые.

Не в повседневной жизни, но иногда что-нибудь оцениваю на бумажке. Так мне удобнее. Что касается даже пакетов численных расчетов: не всегда они дают правильные результаты, знание свойств аналитических решений позволяет заметить ошибки.

PS И, кстати, ПФ у нас в школе тоже было в курсе матана.

PPS Вы-то сами, как я помню, радиосвязью баловались? СВЧ без матфизики базирующейся на глубоком матанализе - это вообще нонсенс. Сплошные нули функций и криволинейные координаты.

[Tanya]

Давайте ка примеры в студию(как собственно автор топика и просил - особенно рад он будет области электротехники) . Я тоже хочу себе таких неумелых конкурентоФФ и такую область задач...

А ключи от квартиры...
Зачем мне учить конкурентов? Пока еще не хочу. Вот перед смертью... Если не забуду. Напоминайте.

PS И, кстати, ПФ у нас в школе тоже было в курсе матана.

Номер 2 или 18?

[Oldring]

Номер 2 или 18?

У нас в высшей школе.

[AlexandrY]

Серьезная электротехника это вам не примитивная теория цепей.
Если б там только цепи из LRC анализировались то можно было бы говорить что матанализ точно не нужен в электротехнике потому что давно есть SPICE и прочие тулсы.

Но в электротехнике есть до фига сложных задач не решающихся простым моделированием цепей.
Самые сложные задачи - это задачи по дистрибуции энергии и обеспечению ее надлежащего качества в заданных точках при размере сетей в десятки и сотни тысяч узлов. SPICE-ы отдыхают, ручками пишут системы нелинейных уравнений.

Максимизация эффективности оборудования в электросетях тож недетская задача. Сплошняк решение нелинейных систем.

Предсказание краткосрочной нагрузки в больших электросетях вообще математическая задача жизни и смерти. Если б на СШ ГЭС умели бы ее решать, то не насиловали бы агрегаты почем зря и может были бы еще живы. А ведь ее умеют решать нейронными сетями, даже книжки публикуют.

Электротехника имеет дело с динамическими элементами, т.е. с теми, которые имеют переменные состояния. Для индуктивности переменная состояния - ток, для ёмкости - заряд...

[DRUID3]

PS И, кстати, ПФ у нас в школе тоже было в курсе матана.

Хорошая школа должно быть ...

PPS Вы-то сами, как я помню, радиосвязью баловались? СВЧ без матфизики базирующейся на глубоком матанализе - это вообще нонсенс. Сплошные нули функций и криволинейные координаты.

Я не СВЧ-шник. Это лучше спросить, например, у Олеся. Часто ли он использует заумное слово "матфизика" разрабатывая радиоприемник, даже СВЧ. Я же "баловался" модуляциями и сложными сигналами. Которые, кстати, получили свое распространение тогда, когда инженеры перестали выбирать для себя аналитически просто интегрируемые функции благодаря распространению численных методов(даже банального FFT)...

Но, мы опять начинаем спор ни о чем? Я согласен - что все это важно для понимания. Но здесь вопрос - понимания какого уровня? 95% разработчиков радиоприемников нибельмеса не понимают ни в какой-такой матфизике. А для решения трудностей появляющихся в ходе работы - хранят у себя большие библиотеки книг в которых высоколобые ученные разобрали по-полочкам все возможные случаи. С другой стороны - если чел с глубокими в ней знаниями занимается проектированием FSK-приемничков на 433 MHz - то это уже жизненная трагедия ...

Если же Вы в моих словах усмотрели критику "матфизики" как институтского предмета то Вы не правильно поняли - я стебался с того, что сейчас ее дают каким-то экспресс-курсом (как ту же "аналоговую электронику", да и еще уйму дисциплин) который нормальный человек(не имеющий значительной доподготовки) просто не усваивает. Выглядит - забавно когда те, кому интересно, начинают потом в чем-то пробовать разбираться и скатываются снова до постижения основ тех или иных дисциплин, но ведь номинально на первом курсе то сдавали и "теорию поля", например... Я когда-то интересовался этим вопросом и распрашивал у родителей одногруппников учившихся раньше на том же РТФе. Нет раньше, хоть тоже было не сахар, но маразма такого не было. От первокурсников таких знаний никто не требовал. Потом в конце 80-х еще начали бродить тенденции(вместе с "перестройкой") убрать дублируемость и перекрытие знаний (а как же "повторение мать учения!?" ) во ВТУЗах. Ну и безмозглые винтики в машине минобразования - рады стараться. Логика такая - раз штангист за 368 дней в году "перекидывает" n тонн, то заставив его перекидать n*368 тон за день, мы форсируем подготовку тяжелоатлетов до однодневной. А это прямая экономия электроэнергии в спортзалах - значит идею нужно продвигать. Вот и продвинули. А поскольку человеку вообще не свойственно особо трезво себя оценивать(а молодому в еще большей степени) - пробубнив какую-то ерунду скатанную 5-ть минут назад со шпоры и номинально получив за это оценку - у студента остается "наводненная иллюзия" - "ба, да я спец по квантовой электродинамике (например), но заниматься ей дальше не буду ... потому что не могу, ничерта в ней не соображаю не хочу, это уже пройденный этап жизни. Буду торговать йогуртом - он ведь вкусный и полезный."... Вот, кстати, здесь и "растут ноги" у "тупизны сегодняшних студентов" которую нам наводняют разные агенты влияния. А ведь студенты такие-же точно люди с таким же объемом мозга и внутремозговыми связями. Просто им создали такие условия...

P.S.: ... твердо убежден, что количество отписавшихся тут электротехников красноречиво свидетельствует не о том, что матанализ не нужен в этом "ремесле" уж совсем, а о том, что мало кто из них знает его хотя-бы на уровне учебника Зельдовича(о чем аФФтАр сам в предисловии и намекает)...

P.P.S.: все, больше не буду писАть в этот раздел. Убил пол дня на ерунду...

P.P.P.S.: не удержалсО...

А ведь ее умеют решать нейронными сетями, даже книжки публикуют.

И это матанализ?

[Oldring]

И это матанализ?

Без матанализа сеть не обучить.

[DRUID3]

Без матанализа сеть не обучить.

С таким подходом все что угодно можно назвать "матанализом"...

P.S.: чур... все-все... не пишу-не пишу

[Oldring]

С таким подходом все что угодно можно назвать "матанализом"...

Нет, не всё. Для покупки хлеба в магазине достаточно арифметики.

[researcher]

Реальные примеры есть, просто, народу стыдно их показать

Анекдот:
Физик и инженер летят на воздушном шаре. Вскоре они обнаружили, что затерялись в каком-то каньоне.
Они решили позвать на помощь: Ээээээй! Где мы?
Через 15 минут они услышали ответ: Эээээээй! Вы на воздушном шаре!
Это должно быть математик – говорит физик
С чего вы взяли? – спрашивает инженер
Видите ли, его ответ абсолютно верен и в то же время совершенно бесполезен.

P.S.: друзья, харош всех убеждать в пользе матанализа. Все с этим согласны(даже те кто его плохо знает ). Давайте реальные примеры из своих повседневных задач...

[тау]

Недавно считал ошибку в амплитуде устанавливающегося сигнала, пришлось брать определенный интеграл аналитически, это оказалось быстрее чем задействовать симулятор.

[Lonesome Wolf]

...
P.S.: ... твердо убежден, что количество отписавшихся тут электротехников красноречиво свидетельствует не о том, что матанализ не нужен в этом "ремесле" уж совсем, а о том, что мало кто из них знает его хотя-бы на уровне учебника Зельдовича(о чем аФФтАр сам в предисловии и намекает)...

P.P.S.: все, больше не буду писАть в этот раздел. Убил пол дня на ерунду...

P.P.P.S.: не удержалсО...

И это матанализ?

Вероятно, Фихтенгольца . Не открывал, каюсь. Учился по "Анализу" Лорана Шварца. Плюс сопутствующая литература. Помню, как вытянулась физиономия препода, когда попался мне вопрос по интегрированию, а я начал излагать теорию меры на локально компактных пространствах. И не жалею нисколечки, что пришлось попотеть, хотя, казалось бы, зачем? По-моему, кто вник в хотя-бы первую главу "Теории категорий" Кона способен уразуметь... даже женскую логику .
Математика, прежде всего, универсальный способ описания сути вещей. Как можно работать, не зная языка, не быть в состоянии выразить мысль? Кроме всего прочего - это еще и гимнастика для ума, что согласитесь, немаловажно

[SCORP.]

Интересный вопрос )) Я бы сказал что область применения мат анализа в электротехнике - это вся электротехника. Если Вы хотите реально расчитывать схемы (не на пальцах), то без знаний математического аппарата Вам это врядли удастся... Без базовых знаний преобразования Фурье, Лапласа нельзя даже толком понять работу простейших линейных цепей.