Устройство для решения дифференциальных уравнений второго порядка в частных производных Лапласа и Пуассона Советский патент 1960 года по МПК G06G7/40 G06E3/00 

Уст юйства для решения уравнений .Ляпласа и Пуассона, осиоиаиные на моделировании решения уравнения электрическим полем и определения эквипотенциалей поля имеют тот недостаток, что процес: моделирования оказывается весьма трудоемким и решение задач требует много времени.

Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс моделирования и ускорить решение заданных задач. Это достигается применением в устройстве электронно-лучевой трубки с экраном из фотосопротивления, на котором образуется соответству сщии потенциальный рельеф, периодически считываемый электронным лучом трубки. Сигналы развертки управляют включением в действие кинескопа, на экране которого образуется изображение эквипотенциали потенциального рельефа фотосопротивления. Полная ка)тина электрического поля может быть получена, если на нуль-индикатор устройства подавать с делителя Напряжения переменное дискретно меняюш.ееся напряжение. Для имитации световым потоком соответствующего решению уравнения электрического поля перед экраном электронно-лучевой трубки установлены оптические клинья и непрозрачная перегородка, снабженная прорезями, по своей форме соответствуюпхимн форме электродов, создающих имитируемое электрическое поле.

На чертеже приведепа схема устройства.

Пусть требуется определить эквипотенцнали электрического ноля, создаваемого в полупроводяшей H.JOCKOCTH двумя электродами, 11меюп1Ими различные потенциалы. Известные нам данные о форме, расположении и потенциалах электродов вводятся в установку посредством не,Nb 127047

прозрачного экрана 1 (например, плотной бумаги) со 2 3 имеющими форму и расположение, подобные э.гектродам. Интенсивность света 4, няупдего через щели, регулируемая нейтральными фильтрами 5 н 6, устанавливается в соответствии с потенциалами электродов. Изображение щелей 2 и пос1зедством объектива 7 проецируется на фотосопротивление S, имеющееся на видиконе. В отсутствие электронного луча развертки потенциальный рельеф на фотосопротнвлепии со срСдМенем становится подобным тому, который имеет место в исходном поле, создаваемом электродами. Посредством генератора импульсов 9 электронная развертка п ;ображения включается периодически на короткие промежутки 8реме51и. шггервалы между которыми достаточны для установления равновесной картины потенциального рельефа вдоль фотосопротив.тення. В процессе электронной развертки изображения на нуль11ндикатор 10 подаются усиленные в усилителе // сигналы с фотосопротнвления и заданный (регулируемый) потенциал от делителя 2 напряжения. В моменты времени, когда эти потенциалы равны, нуль-индикатор отпирает луч кинескопа 13. Так как токи в отклоняющих кат щ-ках 14 видикона и кинескопа меняются синхронно, то на экране кинескопа возникает изображение эквипотенциали потенциального рельефа фотссоиротивления. Изменяя нанряжепие на выходе делителя 12 напряжения, можно получить изображение любой эквипотенциали моделируемого электрического поля. Полная картина гголя нолучится, если на нуль-индикатор подавать не постоянное напряжение от делителя 12, а переменное, дискретно изменяющееся напряжение. Эта картина поля может быть сфотографирована или спроецирована на больнюй экран 15 с помощью проекционного объектива 16. На экране /5 цифралти /7 и 18 изображения щелей (электродов) 2 и 3.

Пред м с т и 3 о б р е т е н- и я

1.Устройство для рещения дифференциа.тьных уравнений второго порядка в частных производных Лапласа н Пуассона путем моделирования решения уравнения физическим полем и определения эквиноте1 циалей этого поля, отличающ.ееся тем, что, с целью автоматизации определения эквипотенциалей моде;1ирующего поля я ускорения рещения задачи, в нем нрименена электронно-лучевая трубка с экраном из фотосопротивлепия, освещаемым регули1)уемым световы.м потоком, имитирующим распределением интенсивности по экрану трубки соответствующее решению задачи электрическое поле и создающим на фотосопротивленин потенциальный рельеф, считываемый электронным лучом и передаваемый на приемную телевизио)ную трубку (кинескоп).

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью имитации световым потокол1 соответствующего рещению уравнения электрического поля, перед экраном электронно-лучевой трубки установлены нейтральные оптические клинья и непрозрачная перегородка, снабженная прорезями, по своей форме и распо.тожению соответствующими форме и расположенщо электродов, создающих имитируемое электрическое поле.