Technisches System
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| Modell | Black Box | |
Inhaltsverzeichnis
Beispiel: Der Verbrennungsmotor (Bild) wandelt bei der Verbrennung von Kraftstoff chemische Energie in Bewegungsenergie um.
Bei genauerer Betrachtung hat ein technisches System immer folgende Eigenschaften:
- es hat eine Hauptfunktion, die übergeordnet ist (Energieumsatz
Maschine, StoffumsatzApparat, InformationsumsatzGerät) - es ist nach außen hin abgegrenzt (Systemgrenzen, s. u.)
- es verfügt über Eingangs- und Ausgangsgrößen (s. u.)
- es führt eine Funktion aus, die Ein- und Ausgangsgrößen verknüpft
Eingangs- und Ausgangsgrößen von Systemen
Die Ein- und Ausgangsgrößen eines technisches Systems lassen sich zu drei Hauptumsatzgrößen zusammenfassen:
- Energie (z. B. elektrische Energie, Druckenergie, Drehmoment)
- Stoff (z. B. Druckluft, Kraftstoffe, Rohstoffe)
- Information (z. B. Schaltsignale, Anzeigewerte, Messergebnisse)
Systemgrenze
Die Systemgrenze ist die Schnittstelle, die ein betrachtetes System von seiner Umgebung trennt. An den Systemgrenzen erfolgt eine Übertragung der Hauptumsatzgrößen, innerhalb des Systems erfolgt deren Umwandlung (EVA-Prinzip), Transport oder Speicherung. Für den Konstrukteur stellt die Systemgrenze häufig eine Schnittstelle dar, die gewissen Vorgaben entsprechen muss.
Die Beschaffenheit dieser Schnittstellen kann sehr unterschiedlich sein:
- mechanische Schnittstellen (Maße, Toleranzen, Kupplungen, Befestigungen...)
- elektrische Schnittstellen (Spannungspegel, Potential, Verbindungstechnik...)
- pneumatische und hydraulische Schnittstellen (Druck, Anschluss...)
- Datenschnittstellen (Übertragungsprotokoll, Übertragungsmedium, Anschluss...)
Offene, geschlossene und abgeschlossene Systeme
- Als offen ist ein System definiert, das sowohl Energie als auch Stoffe) mit seiner Umgebung austauschen kann. Ein Beispiel für ein offenes System ist eine eisgekühlte, offene Cola-Flasche, die sowohl Wärmeenergie aus der Umgebungsluft aufnimmt wie auch Materie in Form Kohlendioxid an die Umgebungsluft abgibt.
- Ein geschlossenes System ist materieundurchlässig, lässt aber einen Energiefluss zu. Bleiben wir bei besagter Cola-Flasche und lassen sie geschlossen. Die Temperatur steigt aber der Inhalt bleibt gleich.
- Ein abgeschlossenen System lässt sich nur näherungsweise in die Praxis umsetzen, da - per Definition - sowohl Stofffluss wie auch Energiefluss unterbunden sein müssen. Daher nur näherungsweise ein Beispiel: die eiskalte Cola in einer verschlossenen Thermoskanne.
Funktionen technischer Systeme
Funktionen technischer Systeme
Weitere Informationen zum Thema und Übungen
- Weitere Informationen zum Thema Technisches System in: Technologie, S. 12-17 (Aufbau eines technischen Systems), Übungsaufgaben auf S. 26.
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