Размеры системного блока: Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия

Содержание

Подставка (ниша) под системный блок – предназначение, конструкция, размеры

Системный блок – это сердце компьютера, а потому следует создать благоприятные условия для его длительной и бесперебойной работы. В перечень таких условий входит размещение «системника» подальше от отопительных приборов, источников статического электричества, а также мест повышенной влажности. И, конечно же, системный блок должен стоять на специальной подставке или в нише компьютерного стола.

Многие считают, что нет ничего страшного в том, что «системник» будет стоять на полу. Знаете, здесь всё зависит от ситуации, а ситуации бывают разные.

Почему системный блок нельзя ставить на пол

Что представляет собой системный блок компьютера? Если сказать на понятном и доступном языке, то системный блок – это металлическая коробка, внутри которой установлены различные микросхемы и компьютерные платы. Там кипит своя электронная «жизнь» – активно работают вентиляторы, мигают лампочки, что-то иногда гудит и вибрирует. Естественно, системный блок подключён к домашней сети переменного тока с напряжением 220В.

Я вам сейчас рассказал что-то новое? Уверен, что нет – вы наверняка всё это прекрасно знали и без меня. Но вот именно из вышеуказанной информации и следует, что системный блок нельзя ставить на пол. На это есть следующие причины:

  1. 1. На полу больше всего пыли. Надеюсь, все согласны, что именно на полу концентрируется больше всего пыли. А ведь мы знаем, что внутри системного блока работают охлаждающие вентиляторы. И сам корпус «системника» изрешечён всевозможными отверстиями, способствующими улучшению внутренней вентиляции. И именно возле этих отверстий сосредоточены охлаждающие кулеры. Как вы думаете, что ещё кроме воздуха активно засасывают внутрь системного блока эти вентиляторы? Правильно!

    Вместе с воздухом, вентиляторы затягивают внутрь системного блока пыль!

    Естественно, если «системник» будет стоять на полу, то количество засасываемой пыли будет в разы больше. А это ведёт к нарушениям стабильной работы компьютера и необходимости гораздо чаще проводить работу по выдуванию пыли из системного блока. Кстати, эту процедуру ещё надо уметь правильно делать.

  2. 2. На пол иногда разливают воду. Не мне вам рассказывать, как вода попадает на пол: прорвало отопительные батареи, соседи затопили, или просто перевернули ведро с водой во время мытья пола возле компьютерного стола. И вот вода растекается в области расположения системного блока. Думаю, всем известно, какие могут быть последствия после контакта воды с включёнными электрическими приборами. А ведь системный блок включается в сеть с напряжением 220В. И, если он стоит на полу, то считайте, что контакт электричества с водой гарантирован, а если на специальной подставке, то есть шансы избежать этого нежелательного контакта.
  3. 3. Высокая подверженность механическим ударам. Компьютер – не гвоздь, ему не нравится, когда по нему стучат. Но системный блок на полу – это своеобразный «мальчик для битья». То его шваброй заденут во время мытья полов, то сам хозяин ногой пнёт ненароком. И иногда очередной удар становится последним – компьютер выходит из строя, а его хозяин тратит кругленькую сумму на ремонт своего электронного друга.

    Совсем другое дело, когда системный блок стоит на подставке или в нише компьютерного стола – здесь вероятность случайных механических ударов гораздо ниже.

Как видите, пол – не лучшее место для системного блока, а потому следует не полениться и сделать подставку для «системника» или предусмотреть для него специальную нишу в конструкции компьютерного стола. Предлагаю перейти к детальному изучению данных модулей. Давайте начнём с подставки.

Подставка под системный блок (конструкция и размеры)

Прежде всего, хочется отметить достоинства и недостатки подставок под системный блок.

Достоинства:

  1. 1. Мобильность. Подставка является автономным мебельным модулем. Вы можете без проблем, хоть каждый день, переставлять её в любое удобное для вас место.
  2. 2. Автономность. Сегодня у вас в доме стоит стационарный компьютер – ему необходима подставка под системный блок. Спустя какое-то время вы можете купить себе ноутбук и отказаться от стационарного компьютера – теперь вам не нужен мебельный модуль для системного блока. И если ваш компьютерный стол оборудован именно автономной подставкой, то вы без проблем можете её «пустить на дрова», причём конструкция компьютерного стола от этого никак не пострадает.
  3. 3. Минимальный расход материалов. Самые популярные модели подставок под системный блок имеют конструкции в стиле «мини» – минимум занимаемого пространства и минимум расходных материалов. А потому себестоимость этих модулей гораздо ниже по сравнению с нишами под системный блок.

Недостатки:

  1. 1. Менее функциональны. Некоторых пользователей не устраивают автономные подставки под системный блок. Эти компактные конструкции уступают по функциональности нишам в компьютерных столах, оснащённым полками и мощными боковыми переборками.

Варианты конструкций подставок под системный блок. Предлагаю рассмотреть две наиболее интересные конструкции подставок. Внимание на рисунок:

Слева вы видите мобильную подставку под системный блок. Благодаря мебельным роликам, которые на неё установлены, вы можете легко переместить подставку в любое удобное для вас место. Так же, благодаря этим же роликам, системный блок будет находиться на высоте 55 мм от пола, что спасёт оборудование компьютера при внезапном небольшом «потопе».

Ещё хочется отметить достаточно интересный и стильный дизайн данной подставки. Скруглённые углы её боковых переборок, а также наличие роликовых опор, делает данный мебельный модуль не только функциональным, но и современным.

Подставка имеет длину 500 мм, ширину 280 мм и высоту боковых переборок 70 мм. Такие компактные габариты позволяют легко установить системный блок компьютера на данной подставке.

Справа изображена подставка под системный блок на мебельных регулируемых опорах. Данный модуль позволяет поднять «системник» на 52 см от пола, что позволит уберечь оборудование компьютера от внезапно разлившейся на пол воды. Также хочется отметить достаточно простую конструкцию этого изделия. Подставка состоит всего из трёх деталей – двух боковых переборок и дна. В ней нет радиусных скруглений и замысловатых соединений. Поэтому сделать своими руками такое изделие не составит труда даже для человека, который падает в обморок, услышав слово «дрель».

Подставка достаточно компактная, её длина составляет – 500 мм, ширина – 280 мм, а высота – 120 мм. Кстати, благодаря регулируемым опорам, можно обеспечить идеально горизонтальное положение системного блока даже на неровном полу.

С подставками разобрались, давайте перейдём к нише.

Ниша под системный блок (конструкция и размеры)

У ниши по сравнению с подставкой, недостатков больше чем достоинств. Однако здесь важнее не количественные показатели, а качественные. Я к тому, что имеющееся достоинство может перекрыть все недостатки.

Достоинства:

  1. 1. Хорошая функциональность. Конструкция ниши под системный блок предусматривает наличие боковых переборок. Это обеспечивает защиту оборудования компьютера от различных механических воздействий – случайных ударов, опрокидывания и т.д. Именно потому ниши являются более функциональными, чем подставки под системный блок.

Недостатки:

  1. 1. Не автономна и не мобильна. Ниша под системный блок является неотъемлемым элементом компьютерного стола. Её нельзя куда-то переместить или вовсе убрать – она часть монолитной конструкции всего изделия. А потому, пользователь должен смириться с её существованием и расположением. И если вдруг вместо стационарного компьютера будет куплен компактный ноутбук, ниша под системный блок так и останется в конструкции компьютерного стола. Но это не беда! Ведь её можно легко превратить в тумбу, установив внутри пару полочек и дверку.
  2. 2. Высокая материалоёмкость. Расходы на изготовление ниши для системного блока гораздо больше, чем на изготовление подставки. Однако, не намного. Кроме того, эти расходы оправдывают себя – ведь внутри ниши есть дополнительная полка для компьютерных аксессуаров, а также она более функциональна.

Конструкция ниши под системный блок. Давайте рассмотрим, как выглядит ниша под системный блок в конструкции компьютерного стола. Внимание на рисунок:

Итак, перед вами компьютерный стол. Справа вы видите тумбу с тремя выдвижными ящиками, а слева – нишу под системный блок. Обратите внимание на отсутствие задней стенки внутри ниши – это необходимо для улучшения циркуляции воздуха и охлаждения электронных узлов системного блока.

Габаритная ширина ниши составляет 300 мм – это позволяет увеличить расстояние между боковой переборкой стола и той стороной системного блока, на которой установлены охлаждающие вентиляторы. Естественно, улучшается эффективность системы охлаждения компьютера.

Дно ниши расположено на высоте 60 мм от пола – это позволит обеспечить сохранность системного блока во время небольшого потопа, а также убережёт его от случайных ударов шваброй во время мытья пола.

Обратите внимание на верхнюю полку внутри ниши под системный блок. На первый взгляд может показаться, что она не нужна. Но в процессе эксплуатации компьютерного стола оказывается, что это не так – на полку можно положить наушники, игровые аксессуары и т.д.

Друзья, мы рассмотрели конструкцию ниши и подставки под системный блок. А в следующей публикации я предлагаю поговорить о том, какой должна быть тумба под компьютерный стол.

Как выбрать корпус для компьютера? Типы корпусов ПК. Виды корпусов и блоков питания системного блока

Сейчас готовые компьютеры можно купить в большинстве магазинов бытовой техники. Но такой подход устраивает не всех. Сборка из комплектующих на заказ позволяет изготовить системный блок, который подходит под задачи конкретного человека. К тому же, такой компьютер будет уникальным.

Обычно, при составлении конфигурации системного блока, корпус выбирают, что называется, «на сдачу». Да, такой подход справедлив для офисных ПК, где ставится цель сэкономить. Раньше, когда компьютеры современного АТХ-формата только появлялись в России, большинство корпусов отличались только высотой и оформлением передней панели, люди вообще не задумывались над выбором. Наиболее популярным форматом был Tower (обычная башня). Игровые и мощные конфигурации собирали в Full-Tower (такая же башня, но раза в полтора, а то и два выше) чаще всего с дверью на передней стенке. Горизонтальные, так называемые desktop, на которых стояли мониторы, постепенно исчезали из продажи. Изначально все корпуса были «просто серые ящики», потом в моду вошли серебристый и черный цвета.
Если кто-то думает, что все осталось также – просто давно не был в компьютерном магазине. Сейчас на витринах можно встретить корпуса всевозможных форм, цветов и размеров. А при сборке, например, маленького компьютера – именно корпус чаще всего становится определяющим. Не потеряться в этом многообразии поможет сегодняшняя статья.

Midi-Tower и Mini-Tower типоразмеры.

Несмотря на стремление к миниатюризации, наиболее популярными остаются вертикальные корпуса типа midi-Tower . Примерные размеры: ширина 15-20см, высота 43-45см. Такие корпуса способны вместить полноразмерную стандартную материнскую плату ATX-формата , блок питания стандартного размера, несколько жестких дисков и дисководов. Применение универсальное. Размеры приемлемы как для высокопроизводительных компьютеров, так и для офисных ПК. Слотов расширения чаще всего 6 . Впрочем, такое количество карт расширения не нужно современным компьютерам, особенно офисным. Материнские платы формата microATX сразу обладают встроенными звуковыми и сетевыми картами, а процессоры – встроенным видеоядром. Благодаря этому можно сэкономить на габаритах – использовать mini-Tower корпус. Он ниже, чем midi-Tower (примерно 33-35см в высоту), правда, и установить в них получится немного: 1-2 оптических привода, 1-2 жестких диска и примерно 4 слота расширения .

Наличие блока питания в корпусах Tower-формата и его расположение.

Часто корпуса такого формата комплектуются встроенными блоками питания. В случае офисного компьютера, самая тяжелая работа для которого – редакторы таблиц и электронная почта, можно использовать простые корпуса со встроенным блоком питания, мощностью 300-450Вт . Мультимедийный ПК, также как и игровой среднего уровня может обойтись 500-600Вт блоком, предустановленным в корпус. Чаще всего такое решение позволяет сэкономить, но для серьезных рабочих станций, или мощных геймерских компьютеров этого будет недостаточно. Блоки питания, встроенные в корпуса, обычно простых серий с минимальным набором разъемов, подключить мощную видеокарту, или большое количество жестких дисков будет затруднительно.
Раньше блоки питания в корпусах формата Tower размещались только сверху . В последнее время популярность приобрело нижнее расположение . Преимуществами такого решения являются: лучшее охлаждение самого БП (ему не нужно протягивать через себя нагретый в системном блоке воздух, забор осуществляется через прорези в дне корпуса), а также большая устойчивость за счет снижения центра тяжести. При таком расположении необходимо подобрать блок питания, который обладает достаточной длиной кабелей, ведь часто разъемы для питания процессора находятся в самом верху системных плат. Также обязательным становится вентилятор на задней стенке корпуса .

Micro-Tower и Slim-Desktop типоразмеры.

А что, если сделать корпус еще меньше? Именно так появились Micro-Tower и Slim-Desktop . Первые – ниже, чем mini-Tower, и отсек для 5,25 дюймовых накопителей – всего один . Вторые – уже, чем стандартные башни. Уменьшить ширину позволяет расположение блока питания вертикально, иногда даже в передней части. Отсек для оптических приводов также расположен вертикально, либо вообще отсутствует. Это позволяет располагать корпус как стоя, так и лежа, именно поэтому в названии есть слово desktop. В таких корпусах обычно собирают компьютеры с небольшим энергопотреблением, и соответственно, тепловыделением, так как движение воздуха в них затруднено.

Desktop типоразмер.

Desktop -корпуса сейчас чаще можно встретить не под монитором старого типа, а под современным телевизором. Горизонтальные корпуса часто используются как HTPC – мультимедийный компьютер, который стоит в гостиной, и часто маскируется под аудио оборудование. Иногда комплектуются внешними блоками питания небольшой мощности .

Full-Tower, Ultra-Tower и Super-Tower типоразмеры.

С Full-Tower и Ultra-Tower все просто – большие корпуса, в которых можно хоть геймерскую машину собрать, хоть рабочую станцию, хоть сервер. Причем первый – башня с высотой 50-60 см, 4-9 отсеками 5,25 дюйма, а Ultra-Tower еще больше, в том числе и в ширину. Реже встречается Super-Tower , настолько большой, что для перемещения его в пространстве обычно оснащается колесиками. Система, которую собрали в корпусах таких форматов, будет выглядеть внушительно, повергать в шок неподготовленных гостей. Зато там без проблем разместятся огромное количество жестких дисков, несколько мощных видеокарт, материнская плата XL-ATX , либо E-ATX форматов.

SFF – Small form factor.

Неужели игровой компьютер с одной, но мощной видеокартой не получится собрать в относительно компактном корпусе? Тут приходят на помощь системные платы размером всего 170×170мм — miniITX формат. Корпуса для них бывают как в виде башен, так и в форме кубиков, где материнская плата лежит горизонтально — Cube/Desktop . Впрочем, «кубики» могут быть и под большие форматы материнских плат. Выбирая mITX – корпус следует учесть некоторые нюансы, например, не во все корпуса можно установить длинную видеокарту , мощные блоки питания также бывают увеличенной длины, а уж подбор системы охлаждения вообще может превратиться в «квест».

Система охлаждения и кабель-менеджмент.

Что касается охлаждения, редко бывает, чтобы в комплектации корпуса отсутствовали вентиляторы. Хоть один 80мм на задней стенке есть даже у самого бюджетного. В корпусах высокого класса можно встретить даже 5 предустановленных вентиляторов 140×140мм , иногда даже с возможностью регулировать их обороты . Чаще всего у таких корпусов присутствует поддержка систем жидкостного охлаждения . Чтобы потоки воздуха беспрепятственно двигались внутри системных блоков, некоторые корпуса оснащены системой кабель-менеджмента , что подразумевает под собой прокладку кабелей от блока питания за поддоном материнской платы. В поддонах часто делают вырез за сокетом системной платы – это позволяет ставить и снимать процессорные системы охлаждения, всего лишь открутив заднюю стенку.

Наличие и количество слотов расширения.

Раньше в 5,25 дюймовые отсеки на передней панели системных блоков устанавливали дисководы для дискет, затем для CD, DVD, и, наконец, Blu-Ray дисков, использовали как MobilRack. На сегодняшний день и 5,25 и 3,5 дюймовые отсеки можно задействовать для панелей управления вентиляторами, либо под картридеры. Впрочем, иногда, устройства для чтения карт памяти , производители встраивают сразу в корпус. Что касается MobilRack – им на замену пришли док-станции для жестких дисков или SSD-накопителей . Наличие такой станции позволяет сэкономить место на столе, и избавиться от лишних проводов. На передней панели, либо сверху на большинстве корпусов обычно парами расположены разъемы USB 2,0 версии , либо 3,0 версии , аудиоразъемы , иногда eSATA для подключения жестких дисков с таким интерфейсом. Что касается внутренних отсеков, то для обычной системы достаточно 3-4 отсека для жестких дисков формата 3,5 дюйма, а также 1-2 отсека 2,5 дюйма для SSD-накопителей . Корзина для жестких дисков может стоять вдоль корпуса , поперек , либо конфигурируемое расположение . В первом случае обеспечивается лучшее охлаждение накопителей. Второй вариант более удобен для снятия установки, к тому же жесткие диски занимают меньше места. Третий вариант подразумевает съемные корзины, которые можно передвигать, поворачивать, а то и вовсе убрать. Удобно для сборки, когда накопители крепятся без винтов .

Нестандартные решения и моддинг.

А что если хочется чего-то нестандартного? Есть возможность приобрести корпус любимого цвета, который впишется в дизайн комнаты, либо офиса. Например, розовый . Если любимый цвет — черный, разнообразие корпусов конечно, возрастает, но производители давно не считают его единственным. Выбор материалов не ограничивается сталью – в отделке используются различные пластики , а в премиум–корпусах — алюминий .
Чтобы продемонстрировать мощную систему, корпуса оснащаются окнами , чаще всего из оргстекла, но встречаются стенки целиком из закаленного стекла . Второй вариант выглядит наряднее, защищен от царапин, но более хрупкий и тяжелый. Естественно, что возникает необходимость подсветить все это изнутри. Производители корпусов приходят на помощь и здесь, устанавливая внутрь неоновые лампы или светодиодные ленты. Можно выбрать различные цвета, например, оранжевый .

Ценовые диапазоны.

Сначала рассмотрим корпуса со встроенным блоком питания.

2500р – 3500р . Бюджетный сегмент. В этом диапазоне находятся корпуса для офисных системных блоков с БП 350-400Вт, также можно встретить корпуса для HTPC с БП 200Вт с поддержкой материнских плат mITX-формата. Количество портов, слотов расширения и предустановленных вентиляторов минимально.

3500р — 6000р . Корпуса с БП мощностью 450-500Вт, либо mITX-корпуса с 300Вт БП, в них можно собрать уже мультимедийный компьютер для дома, но каких-то интересных решений, как и в предыдущей группе, ждать не приходится.

6000р – 13000р . Здесь уже можно встретить интересные варианты, ближе к верхней границе – даже корпуса типа Full-Tower с окном на боковой стенке, регулировкой скорости вращения вентиляторов и 600 Вт блоками питания, в которых запросто можно собрать, например, медиасервер с большим количеством жестких дисков. У современных видеокарт, даже мощных, требования к БП не такие высокие, как раньше, а значит и игровой компьютер начального, среднего, и даже выше среднего уровня будет себя хорошо чувствовать в корпусах этого диапазона. Стоит, конечно, обратить внимание на количество корпусных вентиляторов, один на передней стенке, и один на задней – необходимый минимум. Впрочем, недостающее количество всегда можно докупить отдельно.

Корпуса без встроенного блока питания.

900р – 2500р . Начальный уровень. Корпуса для офиса, максимально простые черные коробочки. Впрочем, корпуса верхнего ценового диапазона (2000р-2500р) при установке мощного БП ничего не мешает использовать и дома. При этом не стоит забывать о совместимости с комплектующими, например, игровыми видеокартами.

2500р — 8000р . Средний уровень. Здесь есть все, о чем рассказывалось в статье. И обычные башни, и кубические корпуса с интересными цветовыми решениями, и алюминиевые корпуса для HTPC, и Full-Tower для системы любой мощности.

8000р – 22000р . Верхний уровень. Максимально продуманные с точки зрения дизайна, материалов и охлаждения корпуса. Подходят для самых требовательных пользователей. Именно в таких корпусах собирают «топовые» системы.

От 22000р . Премиум уровень. Верхней ценовой границы нет. Для тех пользователей, кто не готов мириться с тем, что у кого-то будет похожий корпус. Часто выпускаются небольшими партиями, из необычных материалов. Обладают запоминающимся дизайном.

Вскользь была затронута тема про форм‐факторы и типоразмеры – применительно к предмету обсуждения. Сегодня давайте рассмотрим более детально типы корпусов ПК. Их виды, размеры и характеристики важно знать каждому, кто собирает компьютер самостоятельно.

Из этой статьи вы узнаете:

Вместо предисловия

Как во многих сферах, компьютерное оборудование подлежит строгой стандартизации и типизации. Это не только позволяет добиться от прошедших сертификацию комплектующих, требуемых рабочих параметров, но и позволяет собрать необходимую конфигурацию из широкого спектра устройств, представленных на рынке различными брендами.
Естественно, идеального стандарта не существует, как и не существует единственного «правильного» типоразмера корпуса. Виды и их характеристики нацелены, в первую очередь, на удобство эксплуатации. На текущий момент существует 25 типоразмеров корпусов компьютера – как получивших широкое распространение, так и сугубо нишевых решений.

Последние – предмет интереса узкопрофильных специалистов, поэтому в наше описание они не попали. Все типы и вам, друзья, скорее всего, будут неинтересны. И так, кратко и по сути.

Малоизвестные и раритетные

Моноблок

Что это такое? Компьютер состоит из системника и монитора, собранных в единое целое. В отличие от нижеперечисленных типов, четких нишевых стандартов по габаритам здесь нет, а все определяют нормы фирмы‐производителя.

К самым известным из этой категории стоит отнести компьютеры Mac от компании Apple. Горячо любимая американскими пользователями, у нас эта марка почти не прижилась по причине заоблачной стоимости.

К достоинствам можно отнести то, что такая сборка занимает минимум места. К недостаткам – то, что возможности апгрейда в этом случае крайне ограничены: скорее всего, более мощные комплектующие попросту не поместятся в корпусе.

Rack

Нишевое решение: такой корпус используется, исключительно для монтажа серверного и телекоммуникационного оборудования в 19‐дюймовые стойки. Габариты позволяют пихать в такой корпус любую начинку, в том числе пару блоков питания, дублирующих работу друг друга.
Для домашнего использования не подходит: это корпус открытого типа, не оборудованный крышкой. Сверху его прикрывает только днище соседа по стойке.

Barebone

Упрощенное решение от производителя: комплект для быстрой сборки ПК, на базе предустановленных комплектующих. Вариации возможны в плане характеристик процессора, жесткого диска и оперативной памяти. Замена же, например, материнской платы, у владельца уже может вызвать определенные затруднения.

Для домашнего использования подходит только юзерам, не озабоченными вопросами производительности и апгрейда. В то же время это – одно из лучших решений для корпоративных пользователей, позволяющее максимально быстро собрать необходимое количество рабочих компов.
В одной из новостей я рассказывал о подобной штуке, можете посмотреть .

AT и Slim

Первый – «динозавр», который сегодня уже нигде не используется. Появился еще во времена процессоров Intel 486 и впоследствии был вытеснен более современным стандартом ATX. Однако его логическое развитие, в несколько ином направлении, привело к появлению таких «мутантов» как корпуса Slim и Ultraslim – соответственно, тонкого и ультратонкого.

Да, тонкая «башенка» выглядит стильно и необычно, но вот в плане характеристик такая сборка полный «ноль» – более‐менее мощные комплектующие установить сюда физически невозможно.

Горизонтальные

У нас такой тип корпусов не пользуется большой популярностью у юзеров, а вот в западных странах обрел широкое распространение. Достоинство в том, что такая конфигурация занимает немного меньше места: монитор можно поставить прямо на системный блок.

К самым популярным типам хотелось бы отнести:

  • Desktop (настольный) – 533х419х152 мм;

  • FootPrint (напольный) – 408х406х152 мм;
  • SlimLine (тонкий) – 406х406х101 мм;
  • UltraSlimLine (ультратонкий) 381х352х75 мм.

Вертикальные

Из‐за положения в пространстве, такие корпуса называют башнями или tower. Существует мнение, что благодаря особенностям компоновки деталей, внутри такой системник охлаждается лучше.

По назначению, здесь можно найти варианты на все случаи жизни: от серверных решений до «малышей», которые годятся разве что в качестве печатной машинки. Рассмотрим наиболее популярные у нас вертикальные корпуса стандарта ATX.

Full Tower

Полная башня имеет ширину до 20 см, высоту до 60 см и длину до 1 м. В ней может быть от 4 до 9 5,25-дюймовых отсеков (под оптический привод), от 6 до 12 3,5- дюймовых отсеков (под винчестер). Позволяет установить до семи карт расширения – например, звуковую плату или ресивер.

Вмещает полногабаритную материнку ATX. На базе такого корпуса можно собрать как мощный игровой комп, так и небольшой локальный сервер – места под всякое железо здесь достаточно.

Big Tower

Большая башня имеет четко регламентированные габариты – 190х482х820 мм. Так же, позволяет установить полноразмерную системную плату ATX, однако места под начинку, уже меньше.
Можно использовать для сборки мощного игрового компьютера.

Midi Tower

Средняя башня имеет размер 183х432х490 и является, пожалуй, самым популярным у нас типом корпуса компьютера.
Вмещает плату ATX и соответствующий блок питания, несколько жестких дисков. Считается универсальным вариантом: на базе такого корпуса можно собрать и маломощный офисный компьютер, и домашний медиацентр, и игровой комп.

Mini Tower

Мини башня имеет размеры 178х432х432. Сюда уже, вряд ли, удастся впихнуть мощные комплектующие, поэтому такой вариант больше подходит для рабочего компьютера или домашнего кинотеатра, занимающего мало места.

А самый маленький тип, Micro Tower, имеет еще более компактные габариты и используется для сборки самых низкопроизводительных компьютеров, у которых вся периферия интегрирована в материнскую плату.

Как определить тип корпуса своего компьютера? – спросите вы. Очень просто – замерять его габариты рулеткой и соотнести данные с указанными выше стандартами.

Также советую ознакомиться с публикацией про . А если вы не знаете для компьютера, загляните в этот – громадный магазин , ассортимент вас приятно шокирует.

Здравствуйте, уважаемые читатели блога сайт. Наверное, почти все знают, что из себя представляет системный блок компьютера и как он выглядит. Это такая большая «коробка», которая обычно находится где-нибудь под столом, рядом с ногами того, кто сидит за компьютером. Но далеко не все знают, что существует как минимум 4-5 основных разновидностей компьютерных корпусов, различающихся размерами и компоновкой различных внутренних отсеков, а так же возможностями для будущего апгрейда.

И сейчас я постараюсь наглядно рассказать про все те виды компьютерных корпусов, которые на данный момент можно встретить в продаже.

Для начала необходимо отметить, что существует всего две больших категории корпусов (desktop и tower), каждая из которых включает в себя несколько подкатегорий. Их еще часто называют «типоразмерами».

Десктопы (desktop) — устанавливаются горизонтально, хотя и не всегда (см. чуть ниже). Существует всего две разновидности данного типоразмера, это Slim-Desktop и Full-Desktop. Первый имеет меньшие габариты, по сравнению со вторым. Насколько мал размер такого корпуса системного блока, можно понять, расположив его рядом, например, с .

Относительно недавно появились еще и вертикальные десктопы, у которых, судя по всему, с охлаждением дела обстоят несколько лучше.

Что до внутреннего пространства, тут можно отметить сильно ограниченное пространство для размещения полноразмерных комплектующих, что наводит на мысль — в такие корпуса нужно устанавливать уменьшенные по размеру , видеокарту и т.д.

А вот оригинальное решение от компании HP, получилось что-то типа моноблока.

Правда подозреваю, что далеко не на все мониторы можно будет таким образом прикрутить системник. Ну это уже нюансы, как говорится.

А на очереди у нас другая обширная группа, включающая аж пять типоразмеров.

Башню (tower) — без преувеличения можно назвать самой популярной разновидностью компьютерного корпуса. Во многом, за счет того, что данные корпуса позволяют устанавливать самого популярного форм-фактора «ATX» и его различных вариаций. На фото ниже запечатлены наиболее популярные типоразмеры современных компьютерных корпусов. Они настолько популярны, что подобные корпуса разбирают как «горячие пирожки». Слева стоит «full-tower», а рядом расположен «midi-tower», к слову, первый из них — пользуется большей популярностью среди геймеров, так как на его базе можно построить мощную игровую систему класса «Hi-End» (хотя на Midi-Tower тоже можно построить что то подобное).

Внутри midi-tower-корпуса места более чем достаточно для установки полноразмерных комплектующих, часто места хватает даже для самых больших , длинной более 300 мм. Толщина такого корпуса составляет примерно 200 мм, а у отдельных экземпляров и больше, что позволяет, например, установить высокий процессорный кулер. К тому же, удобная система кабель-менеджмента присутствует именно в корпусах типа «башня».

Думаю, уже понятно, что различные виды корпусов отличаются друг от друга размерами и конструкцией. То есть «Micro-Tower» по размеру будет меньше, чем «Midi-Tower», а «Super-Tower» (да, есть и такие!) будет больше, чем «Full-Tower». Отмечу только, что Full-Tower в высоту составляет до 600 мм, после чего корпус уже относится к типоразмеру «Super-Tower».

Есть ли какие-то преимущества одного вида корпуса перед другим? Конечно же есть, ведь не зря же их напридумывали в таком количестве. Во-первых, чем больше корпус, тем лучше охлаждение. Во-вторых, чем объемней корпус, тем больше устройств (например , DVD-приводов и т.д.) в него может влезть. В-третьих, наличие большого корпуса существенно облегчает процесс сборки компьютера и его будущего апгрейда, однако стоит помнить, что и места такие «ящики» занимают много. Любителям минимализма подойдут micro или mini-tower.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

    Что такое компьютерный корпус. Компьютерный корпус служит для монтажа компонентов компьютерной системы. Какие моменты следует учесть при покупке корпуса. Компоненты. Стандарты корпусов BTX: подробности о новом форм-факторе. Ценовые категории.

    курсовая работа , добавлен 04.04.2006

    Разработка корпуса системного блока компьютера, обладающего эффективной системой охлаждения и приятным дизайном. Анализ существующих корпусов: «стимпанк», лепка из различных материалов, «техно». Выбор стиля и формы для корпуса системного блока.

    практическая работа , добавлен 06.05.2011

    Роль компьютера в жизни человека. Критерии выбора компьютера для игр и для работы с документами: корпус системного блока, процессоры и их количество, тактовая частота ядра, оперативная память, видеокарта, жесткий диск. Исследование школьных компьютеров.

    курсовая работа , добавлен 17.12.2014

    Минимальный комплект современного персонального компьютера, его структура и основные элементы. Общая характеристика и назначение системного блока, монитора, клавиатуры и мыши, их внутреннее устройство, разновидности и функциональные особенности.

    презентация , добавлен 13.01.2012

    Общее понятие о корпусе системного блока. Сравнительный анализ характеристик и рабочие параметры корпусов моделей HuntKey h503, AeroCool Vx-E Pro, Zalman Z7 Plus, Exegate 6899 B 450W, Antec Df-35, NZXT TEMPEST EVO, Thermaltake V6, Gigabyte 3Dmercury.

    курсовая работа , добавлен 14.04.2014

    Описание действий во время сборки системного блока. Выполняемые работы, используемые инструменты. Установка в корпус материнской платы, процессора и кулера, модулей оперативной памяти, дисководов. Обжимка сетевого кабеля. Модернизация офисного компьютера.

    отчет по практике , добавлен 30.04.2014

    История создания компьютеров, их разновидности и применение в разных сферах деятельности человека. Назначение основных элементов компьютера: монитора, системного блока, клавиатуры, мыши, устройств ввода и вывода информации. Вред и польза компьютера.

    Корпус предназначен для установки в него всех компонентов компьютера: материнской платы, процессора, памяти, видеокарты, жестких дисков, оптического привода, блока питания и различных плат расширения. Он имеет крепления для всех этих устройств, кнопки включения и перезагрузки компьютера, индикаторы его работы, дополнительные разъемы и систему охлаждения (вентиляторы и вентиляционные отверстия).

    Наиболее распространенным являются корпуса типоразмера Midi-Tower, подходящие для установки материнских плат размера ATX и меньше (Mini-ATX, Micro-ATX). Они прекрасно подходят для большинства компьютеров.

    Для офисного компьютера (документы, интернет) выгоднее всего приобрести корпус в комплекте с блоком питания мощностью 400-500 Вт. Среди качественных корпусов с блоком питания, которые можно найти в продаже, я рекомендую AeroCool, Cooler Master, Zalman, Chieftec, Xigmatek и ASUS (Vento). В данном случае подойдет самый недорогой типа AeroCool CS-1101 с БП на 500 Вт.
    Компьютерный корпус AeroCool CS-1101 500W Black

    Для игрового компьютера начального класса (Core-i3 или Ryzen-3 + GTX-1050/1060) тоже можно взять корпус в комплекте с блоком питания мощностью 500-600 Вт тех же брендов. Как вариант минимум можно рассматривать AeroCool V3X с БП на 600 Вт.
    Компьютерный корпус AeroCool V3X Advance Devil Red Edition 600W

    Для рабочего или игрового компьютера среднего класса (Core-i5 или Ryzen 5 + GTX-1070) лучше взять отдельно и отдельно корпус. Лучшими по соотношению цена/качество являются корпуса AeroCool, Zalman и Cooler Master. Одна из наиболее удачных недорогих моделей Zalman Z1 (Black и Neo).
    Компьютерный корпус Zalman Z1 Black

    Для мощного профессионального или игрового компьютера (Core-i7 или Ryzen-7 + GTX-1080) желательно взять корпус попросторнее. Он позволит разместить длинную видеокарту, мощный кулер или водяную систему охлаждения и будет обеспечивать лучшую вентиляцию. Рекомендуемые бренды AeroCool, Zalman, NZXT, Cooler Master, Thermaltake. Опять же в качестве варианта минимум рекомендую AeroCool Aero-800.
    Компьютерный корпус AeroCool Aero-800

    2. Корпус без блока питания

    3. Корпус с блоком питания

    Если вы собираете офисный или домашний компьютер, то можно сэкономить и приобрести хороший корпус в комплекте с блоком питания.

    3.1. Мощность блока питания

    Корпуса для офисных и домашних компьютеров могут иметь в комплекте блоки питания мощностью 300-600 Ватт. В маленьких корпусах для медиацентров мощность блока питания может составлять всего 100-250 Ватт, чего вполне достаточно для просмотра видео, но явно мало если вы хотите установить мощную видеокарту для того, что бы играть на экране телевизора.

    Для офисного компьютера достаточно блока питания мощностью 400 Ватт. Для домашнего мультимедийного компьютера мощность блока питания должна составлять 450-500 Ватт. Для мощного игрового компьютера желательно не менее 600 Ватт.

    3.2. Расчет мощности блока питания

    Мощность блока питания можно рассчитать вручную. Для этого нужно найти энергопотребление всех комплектующих компьютера на сайтах производителей и сложить их. К этой сумме нужно добавить 15-30% для более высокой надежности и исключения просадок напряжения при пиковых нагрузках, на что очень болезненно реагируют видеокарты.

    Но есть более удобный способ! Расчет мощности блока питания можно произвести с помощью специальной программы «Power Supply Calculator». Она также позволяет рассчитать необходимую мощность источника бесперебойного питания (ИБП или UPS).

    Программа работает на всех версиях Windows с установленным «Microsoft .NET Framework» версии 3.5 или выше, который обычно уже установлен у большинства пользователей. Скачать программу «Power Supply Calculator» и если понадобится «Microsoft .NET Framework» вы можете в конце статьи в разделе « ».

    3.3. Конфигурация и расположение блока питания

    Обратите внимание на типы и количество разъемов блока питания. Что касается его расположения, то оно может быть верхнее или нижнее.

    Нижнее расположение блока питания считается более прогрессивным, но в целом это не имеет значения. Но если вы приобретаете большой корпус без блока питания и предусмотрено его расположение в нижней части корпуса, то выбирайте блок питания с более длинными проводами, иначе они могут подключаться с натяжкой.

    4. Цена корпуса

    Я не рекомендую покупать корпус стоимостью 30-40$. В таком случае вы получите плохой корпус с очень плохим блоком питания. Корпуса с более или менее нормальными блоками питания стоят от 50$. Блоки питания в этих корпусах уступают аналогам, которые продаются отдельно, но все же лучше самых дешевых моделей и вполне подойдут для офисного или не очень мощного домашнего компьютера.

    5. Производители корпусов

    Какие-то производители выпускают только корпуса без блоков питания, какие-то только с блоками питания, а некоторые и те и другие.

    5.1. Производители корпусов без блоков питания

    Если вы планируете приобретать блок питания отдельно, то хорошим дополнением к нему станет качественный корпус одного из наиболее популярных производителей: Chieftec, Cooler Master, Thermaltake.

    Не так давно на рынок компьютерных корпусов вышли известные производители комплектующих для энтузиастов: Corsair и Zalman, которые я так же рекомендую.

    Если вы ищете более экономный, но всё же достаточно качественный корпус, обратите внимание на торговые марки: AeroCool и Antec.

    Стоит заметить, что явного разделения между брендами по цене, когда корпуса одного бренда были только дорогими, а другого только дешевыми уже нет. Поэтому при выборе корпуса можно рассматривать корпуса всех указанных здесь производителей.

    5.2. Производители корпусов с блоками питания

    Если вы решили приобрести корпус в комплекте с блоком питания, то хорошим выбором будет корпус производства: Cooler Master или AeroCool.

    Более экономным, но вполне приемлемым вариантом, будет приобретение корпуса брендов: Foxconn, FSP, InWin.

    6. Типы и размеры корпусов

    Компьютерные корпуса делятся на горизонтальные (Desktop) и вертикальные (Tower). Но и те и другие могут иметь различные размеры.

    6.1. Горизонтальные корпуса

    Горизонтальные корпуса применялись раньше в основном в офисах для экономии места и прямо на них устанавливали мониторы.

    Сейчас такие корпуса можно встретить в некоторых супермаркетах, но в основном они используются для сборки мультимедийных центров, которые могут располагаться в подставке для телевизора.

    Горизонтальные корпуса имеют следующие типы:

    • Slim-Desktop – тонкий корпус
    • Full-Desktop – стандартный корпус

    6.2. Вертикальные корпуса

    Для сборки современных компьютеров используются в основном вертикальные корпуса. Обычно их устанавливают на специальную подставку или просто на пол.

    Вертикальные корпуса имеют следующие типы:

    • Micro-Tower – миниатюрный корпус
    • Mini-Tower – низкий корпус устаревшего формата
    • Midi-Tower – самый распространенный формат
    • Full-Tower – большой корпус для игровых компьютеров
    • Super-Tower – очень большой корпус для мощных компьютеров и серверов

    Для офисных и домашних компьютеров лучше использовать наиболее универсальные корпуса Midi-Tower. Для мощных игровых компьютеров, в которые устанавливаются большие видеокарты и кулеры, желательно использовать более просторные корпуса Midi-Tower или Full-Tower. В них лучше организовано размещение комплектующих и вентиляция.

    7. Форм-фактор материнской платы

    Корпус в зависимости от размера может вмещать в себя материнские платы так же разного размера. Обычно, в корпуса Midi-Tower могут устанавливаться материнские платы формата ATX и менее (MicroATX, Mini-ITX). В корпуса Mini-Tower можно установить материнскую плату не более MicroATX, а в корпуса для мультимедийных центров Mini-ITX. В корпуса Full-Tower могут устанавливать большие материнские платы формата E-ATX и XL-ATX.

    Все корпуса имеют крепления для поддерживаемых форматов материнских плат. Какие форм-факторы материнских плат поддерживает тот или иной корпус обязательно должно указываться на сайте продавца и производителя корпуса.

    Для офисных и домашних компьютеров рекомендую приобретать корпус с поддержкой материнских плат стандарта ATX, даже если вы приобретаете материнскую плату меньшего размера. Это обеспечит более широкие возможности выбора материнской платы в случае ее замены, а так же установку комплектующих большего размера и лучшую вентиляцию в корпусе.

    Если вы собираете игровой компьютер с большой мощной видеокартой, то обязательно нужно учитывать ее длину, иначе она может не установиться в корпус. Какую максимальную длину видеокарты поддерживает корпус можно узнать на сайте продавца или производителя.

    9. Система охлаждения

    9.1. Вентиляторы и вентиляционные отверстия

    В старых корпусах устанавливались вентиляторы размером 80 мм. Такое решение все еще можно встретить в некоторых дешевых моделях. Желательно, что бы задняя панель корпуса предусматривала установку вентилятора размером 120 мм, так как он тише и эффективнее. Один вентилятор обычно идет в комплекте с корпусом и в большинстве случаев этого достаточно, но при необходимости вы сможете установить дополнительные.

    Некоторые более дорогие корпуса могут иметь дополнительные вентиляторы в передней, боковой, верхней и даже нижней частях корпуса. Так же может быть множество вентиляционных отверстий. Такие корпуса предназначены в основном для мощных игровых компьютеров и предполагают разумную расстановку тихих вентиляторов. Для обычных домашних компьютеров лишние отверстия, особенно в верней крышке корпуса, могут привести к попаданию лишней пыли и иногда в них можно даже что-то пролить.

    Так же корпуса могут иметь пылевые фильтры, что в общем то хорошо, но требует их регулярной чистки или замены, так как в противном случае они будут только мешать охлаждению. В принципе их можно в любой момент снять или заменить на самодельные.

    На передней панели корпуса (спереди или сбоку) могут располагаться различные разъемы для подключения внешних устройств. Желательно, что бы на передней панели корпуса было 2 разъема USB и 2 аудио разъема для подключения наушников и микрофона.

    На сколько удобным для вас будет расположение разъемов зависит от того где и как будет стоять системный блок.

    11. Внешние отсеки

    Почти все корпуса имеют от 1 до 4 внешних отсеков 5,25″ для установки оптического привода. Если вы планируете установить несколько таких устройств, например Blu-ray привод и более дешевый DVD-RW привод для повседневной работы, то обратите на это внимание. Так же эти отсеки могут использоваться для установки панелей управления различными дополнительными устройствами. Обычно достаточно одного такого отсека, но все же желательно, что бы их было несколько.

    Корпус может иметь 1-2 внешних отсека 3,5″, которые использовались раньше для установки дисковода. Сейчас в них нет необходимости, но если такой отсек есть, то в него можно установить кардридер для чтения карт памяти или дополнительную панельку с какими-то еще разъемами. Но обычно это не нужно.

    12. Внутренние отсеки

    Большинство корпусов имеют 4-6 внутренних отсеков 3.5″ для установки обычных жестких дисков. Обычно этого достаточно, но если вы планируете установить несколько дисков то учтите, что их желательно ставить через один, т.е. оставлять между ними пустой отсек. При этом если корпус маленький, а видеокарта длинная, то она может мешать установке второго диска или их придется ставить впритык один на другой.

    Некоторые, в основном компактные корпуса, могут иметь отсеки 2,5″, в которые можно установить SSD диск или жесткий диск для ноутбука. В стандартных корпусах для этого придется докупить специальное крепление.

    Наиболее современные и продуманные корпуса имеют одну общую стойку 5,25″ с возможностью крепления разных дисков в произвольных местах. Для этого используются дополнительные крепежные рамки, в которые вставляются диски размером 3,5″ или 2,5″. Такую рамку можно установить в любое место стойки, что очень удобно. Но, такие корпуса стоят дороже и предназначены в основном для профессиональных и игровых компьютеров.

    13. Слоты для плат расширения

    Корпуса для материнских плат формата ATX обычно имеют 7 слотов для плат расширения, формата MicroATX – 4 слота, что соответствует количеству соответствующих разъемов на этих материнских платах. Корпуса меньшего или большего размера могут иметь другое количество слотов. Обычно это не вызывает проблем, но имейте ввиду, что количество слотов корпуса должно быть не менее, чем количество слотов материнской платы.

    14. Дизайн корпуса

    В конструкции корпуса могут использоваться различные декоративные элементы. Корпус может иметь переднюю дверцу, которая закрывает всю или часть передней панели, под которой могут находится оптический привод, кнопка включения, дополнительные разъемы. Это делает внешний вид более эстетичным, но использование элементов за дверцей крайне не удобно, так как ее постоянно придется открывать.

    Одна из боковых крышек корпуса может иметь прозрачное окно. Эти корпуса предназначены в основном для энтузиастов. Если системный блок собран из мощных красивых комплектующих, нигде не торчат провода, используется дополнительная подсветка внутри корпуса и он стоит на видном месте, то это все может выглядеть интересно.

    Что касается вентиляторов с подсветкой, то хоть это и кажется на первый взгляд красивым, но может раздражать находящихся рядом. Подумайте где и как будет стоять системный блок и в какую сторону будет идти свет. Он не должен бить никому по глазам, особенно в темноте.

    15. Материал корпуса

    Большая часть корпусов имеет стальной каркас и переднюю панель из пластика или сочетания пластика с металлической сеткой.

    Толщина металла каркаса может быть разной. В дешевых корпусах это обычно 0.4-0.5 мм, такой металл легко гнется и корпус может дребезжать. Лучше выбирать корпуса с толщиной металла 0.55-0.8 мм.

    Некоторые, более дорогие корпуса, изготавливаются из алюминия. Алюминиевые корпуса имеют более солидный вид, но на другие его показатели это мало влияет.

    16. Цвет корпуса

    Что касается цвета корпуса, то наиболее универсальными являются корпуса черного или черно-серебристого цвета, так как они хорошо сочетаются с другими устройствами компьютера, современной бытовой техникой и интерьером.

    Но самое главное, что бы корпус вам нравился. Тогда глядя на него и нажимая кнопку включения вы будете получать эстетическое удовольствие.

    17. Настройка фильтров в интернет-магазине

  1. Зайдите в раздел «Корпуса» на сайте продавца.
  2. Выберите рекомендуемых производителей.
  3. Выберите мощность блока питания.
  4. Задайте другие важные для вас параметры.
  5. Последовательно просматривайте позиции, начиная с более дешевых.
  6. При необходимости уточняйте недостающие данные на сайте производителя.
  7. Покупайте подходящую по параметрам и дизайну модель.

Таким образом, вы получите оптимальный по соотношению цена/качество корпус, удовлетворяющий вашим требованиям за минимально возможную стоимость.

18. Ссылки


Компьютерный корпус Zalman Z9 U3 Black
Компьютерный корпус Zalman Z11 Neo

Корпус системного блока

Имеются различные варианты конструктивного и дизайнерского оформления системного блока. Можно выделить следующие основные типы используемых корпусов персонального компьютера (рис. 2.2 и 2.3): desktop, slimline, minitower, miditower, biglcnver.

Рис. 2.2 т Внешний вид корпусов типа desktop и slimline

Общим для системных корпусов типа desktop и slimline является то, что системная плата устанавливается в них горизонтально, а в корпусах типа tower — вертикально. Варианты корпусов типа tower используются обычно для компьютеров «напольного» исполнения. Такие корпуса занимают гораздо меньшую площадь по сравнению с настольными.

Рис. 2.3 т Корпуса minitower, miditower, bigtower

Кроме материнской платы в корпусе устанавливается блок питания, а также предусматриваются установочные места для дополнительных устройств. От размеров корпуса зависит количество установочных мест и удобство установки и замены компонентов системного блока, что играет немаловажную роль для тех, кто периодически выполняет апгрейд (модернизацию) компьютера. Корпус системного блока изготавливается из металла и пластика. Это железный короб с кнопочками и индикаторами на передней панели и разнообразными разъемами на задней. Состав этих элементов на разных моделях может сильно отличаться. «Главной» кнопкой компьютера является кнопка Power — включение питания. Кнопка Reset -сброс или перезапуск управляющей программы. Пользуются ей редко, но иногда приходится — в случаях зависания программы, когда компьютер не откликается ни на какие управляющие команды, подаваемые с клавиатуры или с помощью мыши (рис. 2.4).

Рис. 2.4 т Системный блок {вид спереди)

Из индикаторов, как правило, всегда имеется индикатор наличия питания, постоянно горящий после нажатия кнопки Power, и периодически светящийся индикатор работы жесткого диска компьютера. Разъемы задней панели ПК служат для подключения внешних или иначе называемых периферийных устройств и подачи напряжения питания. Внутри корпуса устанавливается системный динамик, подающий короткие звуковые сигналы в случае неполадок, обнаруженных в процессе тестирования системы при запуске после включения питания. Исходя из длительности и последовательности этих сигналов, можно судить о причине неисправности компьютера.

Оценивая внешний вид и качество корпуса, необходимо обращать внимание на следующие детали. Для изготовления качественного корпуса используется достаточно толстый металлический лист, исключающий прогиб при незначительном надавливании. Металлические края корпуса должны быть аккуратно обработаны, чтобы исключить возможность порезов в процессе сборки компьютера. Все детали должны быть точно подогнаны и надежно закреплены.

Возможность установки дополнительных вентиляторов может иметь значение при сборке мощного игрового компьютера. Вентиляторы, устанавливаемые на передней стенке, как правило, используются для обдува винчестера, что иногда бывает не лишним. Порой применяют вентиляторы, устанавливаемые на боковой стенке, что улучшает отвод горячего воздуха от процессора и видеокарты.

Конечно, сам по себе корпус не является компонентом пер вой необходимости и не влияет на производительность компьютера, и все же для большинства пользователей является немаловажным устройством. Грамотно подобранный удобный и эстетичный корпус сможет избавить от многих дополнительных проблем в процессе эксплуатации компьютера, а порой послужить гарантом его более долгой жизни в процессе модернизации.

При выборе корпуса необходимо определить, материнскую плату какого форм-фактора вы планируете в него устанавливать, какого типа и какое количество отсеков необходимо под установку накопителей и дисководов, сколько вентиляторов может потребоваться для охлаждения вашей системы. Так как корпус обычно комплектуется блоком питания, нужно определить его номинальную мощность, необходимую для устойчивой работы компьютера. Мощность блока питания должна быть больше суммарной мощности используемых в составе компьютера устройств. Определившись с этими первоочередными требованиями, можно выбирать дизайн корпуса, расположение кнопок управления и разъемов подключения дополнительных внешних устройств — всего, что необходимо для удобной и комфортной работы и отдыха.

⇐Архитектура ibm pc | Все о компьютерном железе | Материнская плата⇒

Размышления про идеальный корпус / Хабр

Здравствуйте. На написание этой статьи меня побудил наметившийся апгрейд домашней системы и недавняя статья Настольный. Металлический. Бесшумный. Твой?. Чтобы найти приемлемый вариант мне пришлось перелопатить кучу моделей корпусов и сейчас я хочу поделиться своей болью с вами.

В статье будут описаны типичные проблемы типичных корпусов (с кучей картинок), несколько примеров хороших компоновок и мои пожелания насчет идеального корпуса. Я не буду указывать ссылки на модели корпусов, так как не хочу делать кому-то рекламу или антирекламу.


Типичный компьютерный корпус с точки зрения термодинамики

Чтобы не было вопросов, хочу сразу пояснить, почему я не могу использовать маленький бесшумный компьютер формата типа Intel Nuc или Mac Mini.


Зачем мне нужен компьютер?


  • Интернет (с привычкой открывать 100500 вкладок в браузере)
  • Игры
  • Фильмы и сериалы (использую SVP для поднятия фреймрейта до 60ФПС)
  • Иногда программирование (на работе хватает)
  • Иногда видеомонтаж

То есть мой компьютер должен рассеивать ~500Ватт тепловой мощности (100 процессор, 300 видеокарта, 100 — всё остальное).

Также должен быть SSD под ОСь с программами и место под HDD с файлохранилищем. Для NAS я еще не созрел.


Каким требованиям должен удовлетворять компьютерный корпус?


  • Компактность
  • Хорошее охлаждение компонентов
  • Защита от пыли
  • Лёгкость обслуживания
  • Тишина (по крайней мере без нагрузки)

Какие компоненты самые шумные?


  • «Неправильный» процессорный кулер
  • Видеокарта с турбинкой в качестве системы охлаждения
  • Корпусные вентиляторы — если начинка мощная, то «тихие» варианты вентиляторов просто не будут успевать удалять горячий воздух из системного блока.
  • «Неправильный» блок питания

Если в случае с кулером и блоком питания можно найти тихие варианты, то с видеокартой идеального решения нет. Но об этом чуть позже.

Теперь приведу в пример типичную компоновку корпуса и расскажу, что в ней не так:


  • Видеокарта типа ПЕЧ стоит под процессором с памятью и эффективно их подогревает.
  • Конвекция почти не помогает охлаждать комплектующие.
  • Много пустого места (и, как следствие, слишком большие габариты системного блока).
  • Но при этом воздушный поток от фронтальных вентиляторов перегораживают пустые корзины для жестких дисков.
  • Конкретно эта модель претендует на роль «тихой» и в некоторых местах даже установлены звукопоглощающие пластины, но по факту шум выходит через дырявую заднюю панель корпуса.

Претензии к компонентам

Да, они есть. Классическая компоновка не предполагает компактности размещения, но к этому уже все привыкли.


Видеокарты

Давным давно, когда приняли стандарт ATX и придумали ставшую классической компоновку материнской платы, никто не думал, что в слот AGP (позднее PCI-E) будут ставить самый горячий компонент системы. А потом видеокарты стали наращивать энергопотребление и под процессором расположилась миниатюрная печка.

С этим ничего не поделать, но есть замечание к системе охлаждения. Самый распространенный вариант охлаждения сейчас выглядит так:


Такая система охлаждения по сравнению с турбинкой:


более тихая, обеспечивает более низкую температуру видеокарты и нравится всем обзорщикам. Но есть одно но — она не удаляет горячий воздух из корпуса. Таким образом к шуму от вентиляторов видеокарты прибавляется шум вентиляторов корпуса (на лето мне приходилось ставить дополнительный мощный нагнетающий вентилятор, иначе корпус задыхался).


Материнские платы

Как самый большой компонент системы.

Полноразмерный ATX сейчас редко когда нужен. Обычно в слоты PCI воткнуты только видеокарта и, в редких случаях, звуковая карта. Всё остальное и так встроено в материнскую плату.

Но это легко решается, так как есть форматы mATX и mini-ITX. Но в большинстве корпусов miniITX сложно обеспечить хорошее охлаждение и, как правило, нет слота 3.5″ под HDD, так что мой выбор — mATX.


Теперь я хочу разобрать все пункты по порядку и указать на типичные проблемы типичных корпусов.


Вентиляция и защита от пыли

Небольшое лирическое отступление на тему того, как должна быть организована принудительная вентиляция.


Фильтровентиляционная установка автомобильная

На военной технике такие штуки фильтруют воздух и создают избыточное давление, не позволяя загрязняющим веществам попадать внутрь через щели. Тот же принцип используется в операционных, некоторых дата-центрах и при производстве микроэлектроники.

Если применить это к компьютерным корпусам — для создания избыточного давления внутри корпуса должны быть установлены нагнетающие вентиляторы с пылевыми фильтрами. Казалось бы, всё очевидно. Но давайте посмотрим сюда:


Формально всё на месте — 2 нагнетающих вентилятора за пылевым фильтром.


Но тут рядом с вентиляторами видны большие дыры. То есть вместо создания положительного давления внутри корпуса вентиляторы будут мешать воздух около фронтальной панели.

Понятно, что лишние отверстия можно заклеить синей изолентой, но почему сразу не сделать хорошо?

Еще один вариант:


На этот раз месить воздух вокруг себя будет вытяжной вентилятор. И заодно подсасывать пыль, если мощность нагнетающих вентиляторов недостаточна.

А некоторые корпуса просто страдают излишней дырявостью:


Защита от пыли? Какая еще защита от пыли?

И — мое любимое:


Больше вентиляторов богу вентиляторов!

Без комментариев.

Есть и более-менее адекватные варианты:

2 нагнетающих вентилятора с пылевым фильтром, 2 вытяжных вентилятора, лишних дырок (кроме заглушек PCI) нет. Только непонятно, зачем СЖО с видеокарты подогревает поступающий в корпус воздух.

Еще интересно, почему не используют HEPA фильтры на вдув. Сложенный гармошкой самый грубый HEPA фильтр обеспечит меньшее сопротивление воздушному потоку и лучшую фильтрацию, чем любые сеточки. Да, эти фильтры нельзя полностью очистить. Но это же мечта любого производителя — продавать расходники с дикой наценкой! Шутка. А может быть и нет.


Лёгкость обслуживания

В данном контексте всё просто — хочется иметь возможность пропылесосить пылевые фильтры не разбирая корпус.


Также ради лёгкости обслуживания я отметаю СЖО

Жидкостная система охлаждения сделает компьютер значительно дороже и потребует дополнительной возни, иначе в охлаждающей жидкости заведется новая жизнь, непонятная склизкая масса забьет микроканалы и (или) жидкость протечет/испарится.


Я уже высказался по поводу печки под процессором и хочу привести пару примеров, где эта проблема решена.

1) Корпус с материнской платой, повернутой на 90 градусов:

Конвекция и вентиляторы работают вместе. В тестах на эффективность охлаждения этот корпус показывал очень хорошие результаты.

2) Горизонтальное расположение материнской платы

Тут всё понятно — горячий воздух поднимается от процессора и видеокарты наверх. Комплектующие друг друга не греют.

3) Корпуса — перевертыши

Материнская плата повернута на 180 градусов, то есть видеокарта расположена над процессором и больше его не греет.

4) Можно использовать райзер для подключения видеокарты

Так видеокарту можно разместить в дальней от процессора части корпуса и компоненты будут меньше греть друг друга.


Его нет. Но кое-что приблизилось к моим представлениям об идеальной компоновке

Не являюсь поклонником Apple, но Mac Pro мне нравится. Есть только нагнетающие вентиляторы и в потоке воздуха от них установлены радиаторы компонентов.

Кто-то краудфандингом собирает деньги на клон этого корпуса, но самую главную фишку — проточные радиаторы,- они реализовать не смогут.


В итоге получится как с фальшивыми ёлочными игрушками — выглядят как настоящие, но радости (охлаждения) не приносят.


Не хотелось бы заканчивать статью на грустной ноте, поэтому расскажу о вариантах решения проблемы:


  • Поместить корпус туда, где его не слышно

    Без комментариев. Длинный кабель к монитору и USB хаб позволят вынести системный блок хоть на балкон. Или в домашнюю серверную. Заодно это частично решит проблему с пылью. Другое дело, что такой возможностью стоит озаботиться еще на этапе ремонта.


  • Выбрать из имеющихся вариантов

    Если поискать, всё-таки можно найти корпус с приличной пылеизоляцией. На звукоизоляцию надеяться не надо, так что выбираем самые тихие компоненты. С большим количеством пустого места внутри тоже придется смириться.


Для себя я выбрал mATX корпус с горизонтальным расположением материнской платы.


  • Сделай сам

    Можно обойтись без корпуса и повесить все комплектующие на стену. Разумеется тут так-же надо выбирать тихие варианты охлаждения видеокарты и процессора. Если повесить материнскую плату разъёмами вниз, то компоненты не будут греть друг друга, а конвекция будет помогать охлаждению. Проблема с пылью останется, но на открытом стенде все на виду и легко почистить.


Я так не сделал из-за лени и наличия любопытного кота.


  • Мелкосерийное производство

    Тут всё тоже можно сделать самому, но я не нашел, где можно достать подходящий термосифон.


Есть такая штука:

Гуглится по словам «алюминиевый профиль радиаторный».

Используется для охлаждения систем освещения на основе светодиодов, стоит недорого. Ширина (которую мне удалось найти) до 30 сантиметров. Толщина основания от 6 миллиметров. В некоторых случаях его можно заказать уже анодированным.

И этот радиаторный профиль можно использовать в качестве стенки корпуса.

Через термосифон:

… устанавливаем материнскую плату с процессором.

Снимаем штатную систему охлаждения с видеокарты и при помощи райзера через термосифон крепим её к тому же радиатору. Вы великолепны! На самом деле — не совсем. Меня смущает, что контакт термосифона и радиаторного профиля может оказаться недостаточным. Само собой, тут тоже надо использовать термопасту, но хватит ли этого?

В дополнение можно установить снизу несколько вентиляторов, которые будут помогать при нагрузке.

По моим прикидкам, радиаторного профиля 30 на 30см со слабым обдувом должно хватить на 300 Ватт тепловой мощности от процессора и видеокарты.

На этом всё, надеюсь, эта статья кому-нибудь поможет.


PS

Если кто-то знает, как найти готовый термосифон — напишите, пожалуйста, в личку или в комментарии.


PPS

Спасибо evilme за статью Учимся писать на Хабр. Так писать намного удобнее чем в web-редакторе или Word’е с последующим переносом на хабр. От себя добавлю, что рекомендую поставить расширение «Russian — Code Spell Checker» для борьбы с неизбежными очепятками.


PPPS

Уже после публикации я пересмотрел статью Самый умный обогреватель и узнал на фото тот самый «алюминиевый профиль радиаторный», который я нашел в процессе работы над статьей. И да, всё уже изобретено до нас, а моя «новаторская идея» (это сарказм), оказывается, уже реализована в железе. Только без видеокарты.

Единицы и размеры — обзор

1.5 Размеры и единицы

Размеры и единицы измерения обычно путают, хотя решение всех инженерных проблем должно включать единицы. Размеры — это физические величины, которые можно измерить, тогда как единицы — это произвольные названия, которые соотносятся с конкретными размерами, чтобы сделать измерение относительно согласованного определения (например, размер — это длина, а метр — это относительная единица, описывающая длину). Важно отметить, что для описания одного измерения может использоваться много единиц.Кроме того, все единицы измерения одного и того же размера связаны друг с другом через коэффициент преобразования (например, 2,54 см по определению в точности равняется 1 дюйму). Существует семь основных параметров, которые можно объединить для описания всех других параметров, представляющих интерес в различных дисциплинах. В механике жидкости мы обычно выбираем длину, массу, время и температуру в качестве основных размеров. Используя это соглашение, сила становится функцией длины, массы и времени (т.е. сила равна массе, умноженной на длину, деленную на квадрат времени) и не считается базовым определением.Однако другие могут выбрать силу как одно из своих основных измерений. Делая этот выбор, масса определяется (например, не базовым размером) путем деления силы на гравитационное ускорение (которое имеет размерность длины, деленную на квадрат времени). Читатели, вероятно, знакомы с этой концепцией, поскольку это одно из основных различий между английской системой единиц и метрической системой единиц. Чтобы продолжить этот пример, те, кто предпочитает использовать метрическую систему единиц, используют единицы килограмм, метр и секунду для определения Ньютона.Напротив, те, кто предпочитает использовать английскую систему единиц, используют фунт, фут и секунду для определения пули.

Système International d’Unités (SI) были первым международным стандартом для единиц (это также называется метрической системой ). Английские единицы последовали позже и в настоящее время определяются из стандартных единиц СИ. Чтобы определить семь основных единиц в системе СИ, ученые и инженеры разработали следующие стандарты для количественной оценки связанных семи основных измерений.Базовая единица измерения времени — секунда (с). Одна секунда была определена как время для 9 192 631 770 периодов излучения атома цезия-133, переходящего между двумя сверхтонкими основными состояниями до 2019 года. До этого определения для определения секунды использовались интересно рассчитанные гипотетический год и время, как дробь 1 /31,556,925.9747 тропического года на 0 января 1900 года в 12 часах эфемеридного времени. В 2019 году новое определение для второй приняло форму принятия фиксированного числового значения для частоты цезия, равного 9 192 631 770 с –1 .Это значение определяется с помощью переменной Δ v Cs -133 . Это позволяет определить вторую как

(1.1) 1s = 9,192,631,770ΔνCs − 133

Базовой единицей измерения длины является метр (м). Один метр определялся как расстояние, проходимое светом в вакууме за 1/299 792 458 секунды до 2019 года. До этого определения метр определялся как длина маятника с полупериодом 1 с (1668), затем одна десятимиллионная длины меридиана Земли (1791 г.), за которой следует примерно 1.6 миллионов длин волн излучения криптона-86 в вакууме (1960). В 2019 году было одобрено новое определение, основанное на фиксированном значении скорости света в вакууме ( c ). Это значение определяется как 299 792 458 мс –1 . Исходя из определенного значения для второго, можно рассчитать счетчик как

(1,2) 1 м = (9,192,631,770299,792,458) cΔνCs − 133

Один дюйм (английская единица измерения счетчика) определяется как точно 0,0254 м. (1 дюйм = 2,54 см). Стандартной единицей измерения массы в метрической системе является килограмм (кг).До 2019 года килограмм определялся массой платино-иридиевого цилиндра, находящегося в Международном бюро мер и весов (Париж, Франция). Однако было обнаружено, что масса международного прототипа килограмма со временем менялась по массе по сравнению с репродукциями, сделанными из этой массы для различных целей. Исторически эта масса 1 г была определена как масса 1 см 3 воды при 4 ° C, что составляет килограмм массы 1 л воды. Однако первый прототип килограммовой массы, который использовался до 2019 года, имел массу 1.000025 л воды. Текущее согласованное определение основано на скорости света, постоянной Планка и конкретной частоте атомных переходов. Постоянная Планка и частота атомных переходов являются фундаментальными физическими константами. В новом определении постоянная Планка ( ч ) определена как точно равная 6,62607015 × 10 –34 кгм 2 с –1 . Из известных определений метра и секунды можно вычислить килограмм как

(1.3) 1 кг = ((299,792,488) 2 (6,62607015 × 10-34) (9,192,631,770)) hΔνCs − 133c2

Базовой единицей измерения температуры является Кельвин (K). Шкала Кельвина определяется от абсолютного нуля (когда в атоме не остается тепла) и тройной точки воды (точки, в которой соединение находится в твердой, жидкой и газовой фазах в равновесии). Из этих четырех базовых единиц может быть получено большинство параметров, используемых в механике жидкости. Три оставшихся базовых единицы — это электрический ток (ампер (А)), количество вещества (моль (моль)) и сила света (кандела (кд)).В 2019 году определение ампера было изменено, чтобы оно основывалось на новом фиксированном числовом значении элементарных зарядов ( e ), равном точно 1,602176634 × 10 –19 C. Из этого определения ампер становится

(1,4 ) 1A = eΔνCs − 133 (1.602176634 × 10−19) (9,192,631,770)

Моль был определен, когда рассматривались соображения относительно молекулярной массы, атомной массы и числа Авогадро. В 2019 году определение крота было установлено с использованием числа Авогадро ( N A ), которое равно 6.02214076 × 10 23 моль –1 . Используя это фиксированное числовое значение, моль определяется как

(1,5) 1 моль = 6,02214076 × 1023NA

Кандела — это сила света источника, который испускает монохроматическое излучение с частотой 540 × 10 12 Гц и имеет интенсивность излучения 1/683 ватт / квадратный радиан в том же направлении. В 2019 году эти значения были зафиксированы как световая эффективность монохроматического излучения на частоте 540 × 10 12 Гц ( K кд ) и составила ровно 683 кд ср кг –1 м –2 с 3 (Вт / ср).Три последних основных единицы / измерения неприменимы к задачам механики биожидкостей, но могут возникать в задачах на протяжении всего учебника.

При преобразовании между двумя разными единицами обязательно убедитесь, что вы отслеживаете единицы, которые вы конвертируете, и что количества конвертируются правильно. Инженерные проекты потерпели неудачу из-за просчетов и неверных интерпретаций в единицах; таким образом, мы не можем в достаточной степени подчеркнуть задачу отслеживания единиц. Например, если вы конвертируете площадь, которая является величиной в квадрате длины, вы должны дважды умножить ее на коэффициент преобразования.Если в вашем уравнении есть сложение или вычитание, вам также необходимо убедиться, что единицы измерения совпадают перед операцией сложения или вычитания. Например, каково решение этого вычитания: 3 метра минус 2 фута. Мы можем гарантировать, что решение не равно 1 метру (или 1 футу). Чтобы завершить вычитание, вам сначала нужно преобразовать 2 фута в x многие метры, а затем вы можете продолжить вычитание. На данном этапе это может показаться тривиальным, но когда ваша проблема включает в себя несколько измерений, несколько величин и несколько алгебраических шагов, вы должны убедиться, что ваши единицы верны, прежде чем выполнять алгебраические операции.

Здесь мы хотели бы представить тему, теорему Букингема Пи, которая будет более подробно обсуждена в Разделе 15.3. Эта теорема представляет собой математический подход, который приводит к формированию взаимосвязи между интересующими величинами механики жидкости. Эта теорема использует подход размерного анализа, чтобы связать интересующие величины. В принципе, теорема просит пользователей рассмотреть, какие измерения присутствуют в интересующих величинах, а затем использует подход, позволяющий исключить все измерения, чтобы прийти к сокращенной взаимосвязи, состоящей из важных переменных.Этот подход оказался очень мощным в развитии отношений и выяснении того, где должны существовать константы пропорциональности. Хотя это было очень краткое введение в эту мощную концепцию, обратитесь к Разделу 15.3, чтобы найти более подробный обзор этой темы с примерами. Обратите внимание, что эта тема может быть включена в курс в любое время, чтобы помочь понять взаимосвязи механики жидкости.

Размеры и единицы

Механическая система, испытывающая одномерные демпфированные колебания, может быть моделируется уравнением

, где \ (m \) — масса системы, \ (b \) — некоторый коэффициент демпфирования, \ (k \) — жесткость пружины, а \ (u (t) \) — смещение система.Это уравнение, выражающее баланс трех физических эффекты: \ (mu » \) (масса, умноженная на ускорение), \ (bu ‘\) (демпфирующая сила) и \ (ку \) (сила пружины). Различные физические величины, такие как \ (m \), \ (u (t) \), \ (b \) и \ (k \), все имеют разные размеры , измеренные в разные единицы , но \ (mu » \), \ (bu ‘\) и \ (ku \) должны иметь одинаковые размерность, иначе добавлять их не было бы смысла.

Основные концепции

Базовые блоки и размеры

Базовые единицы обладают важным свойством, присущим всем остальным единицам. от них.В системе СИ таких базовых единиц семь и соответствующих физические величины: метр (м) на длину, килограмм (кг) для массы, секунды на время, кельвин (K) для температуры, ампер (А) для электрического тока, кандела (кд) для силы света, и моль (моль) для количества вещества.

Нам нужны подходящие математические обозначения для вычислений с такие измерения, как длина, масса, время и т. д. {- 2}] \)

Префиксы для единиц

Единицы часто имеют префиксы.9 \) Па.

Теорема Букингема Пи

Почти все тексты по масштабированию имеют трактовку знаменитого Букингема. Теорема Пи, которую можно использовать для вывода физических законов на основе единицы измерения совместимость, а не лежащие в основе физические механизмы. Этот буклет сосредоточен на моделях, в которых физические механизмы уже выражены через дифференциальные уравнения. Тем не менее, Pi Теорема занимает заметное место в литературе по масштабированию, и поскольку мы время от времени будем на него ссылаться, теорема такова: кратко обсуждается ниже.

Сама теорема просто состоит из двух частей. Во-первых, если проблема включает \ (n \) физические параметры, в которых \ (m \) независимые типы единиц (например, длина, масса и т. д.), тогда параметры могут быть в сочетании с ровно \ (n-m \) независимыми безразмерными числами, отнесенными как Пи. Во-вторых, любое безединичное отношение между исходным \ (n \) параметры могут быть преобразованы в отношение между \ (n-m \) безразмерные числа. Такие отношения могут быть идентичностями или неравенства, указывающие, например, на то, является ли данный эффект незначительный.Более того, преобразование системы уравнений в безразмерная форма соответствует выражающим коэффициентам, а также как свободные и зависимые переменные в единицах числа Пи.

В качестве примера представьте тело, движущееся с постоянной скоростью \ (v \). Что расстояние \ (s \), пройденное за время \ (t \)? Теорема Пи приводит к одна безразмерная переменная \ (\ pi = vt / s \) и приводит к формуле \ (s = Cvt \), где \ (C \) — неопределенная константа. Результат очень близко к известной формуле \ (s = vt \), возникающей из дифференциала уравнение \ (s ‘= v \) в физике, но с дополнительной константой.

На первый взгляд теорема Пи может показаться граничащей с тривиально. Тем не менее, это может привести к значительному прогрессу для избранных проблемы, такие как турбулентные струи, ядерные взрывы или подобное решения, без детальных знаний математических или физических модели. Следовательно, новичку в масштабировании это может показаться чем-то особенным. очень глубокий, если не волшебный. Во всяком случае, если перейти к более сложным задач со многими параметрами, использование теоремы дает сравнительно меньший выигрыш по мере увеличения числа Пи.Многие Пи также могут быть рекомбинированы разными способами. Итак, хорошо физическое понимание и / или информация, передаваемая через набор уравнений, требуется для выбрать полезные безразмерные числа или соответствующее масштабирование упомянутый набор уравнений. Иногда изучение уравнений также показывает, что некоторые числа Пи, полученные в результате применения теоремы, на самом деле может быть снято с проблемы. Как следствие, когда моделирование сложной физической задачи, реальная оценка масштабирования и безразмерные числа так или иначе будут включены в анализ основных уравнений вместо того, чтобы быть отдельной проблемой с теоремой Пи.И в учебниках, и в статьях обсуждение масштабирование в контексте уравнений слишком часто отсутствует или представлен в нерешительности. Следовательно, внимание авторов будет об этом процессе, хотя мы не приводим много примеров по теореме Пи. Мы не говорим, что теорема Пи мало ценность. В ряде случаев, например, в экспериментах, он может предоставить ценные и даже важные рекомендации, но в частности В учебнике мы стремимся рассказать дополнительную историю о масштабировании.Кроме того, как будет показано в этом буклете, безразмерные числа в проблема также возникает очень естественным образом из-за масштабирования дифференциальные уравнения. Если есть модель, основанная на дифференциальных уравнений, классические размерный анализ.

Абсолютные ошибки, относительные ошибки и единицы

Математически не имеет значения, какие единицы мы используем для физического количество. Однако когда мы имеем дело с приближениями и ошибками, единицы важны.{-3} \) независимо от того, измеряется ли длина в км или мм.

Тем не менее, вместо того, чтобы полагаться исключительно на относительные ошибки, лучше масштабировать проблему так, чтобы количества, входящие в вычисления имеют размер единицы (или, по крайней мере, умеренные), а не очень большой или очень маленький. Техника этих заметок показывает, как это осуществимо.

Агрегаты и компьютеры

Традиционные числовые вычисления включают только числа и, следовательно, требует безразмерных математических выражений.Обычно неявный используется тривиальное масштабирование. Можно, например, просто масштабировать по всей длине величин на 1 м, всех временных величин на 1 с и всех массовых величин на 1 кг, чтобы получить необходимые для расчетов безразмерные числа. Это наиболее распространенный подход, хотя он очень редко используется в явном виде. заявил.

Пакеты символьных вычислений, такие как Mathematica и Maple, позволяют вычисления с величинами, имеющими размерность. Это тоже возможно в популярных компьютерных языках, используемых для численных вычислений (раздел PhysicalQuantity: инструмент для вычислений с помощью единиц предоставляет конкретный пример на Python).{-3} \)). Хотя таблицы преобразования единиц измерения часто встречаются в школе, ошибки при пересчете единиц измерения, вероятно, ранжируют самый высокий среди всех ошибок, совершаемых учеными и инженерами (и когда из-за ошибки преобразования единиц в самолете заканчивается топливо, это серьезно!). Наличие хороших программных инструментов для помощи в подразделении поэтому конверсия имеет первостепенное значение, что мотивирует лечение этого тема в разделах PhysicalQuantity: инструмент для вычислений с единицами измерения и Parampool: пользовательские интерфейсы с автоматическим преобразованием единиц измерения.Читатели, которые в первую очередь заинтересованы в методе математического масштабирования. смело пропустите этот материал и сразу переходите к разделу Задачи экспоненциального распада.

Пример проблем, возникающих в системе единиц

Слегка доработанный пример масштабирования в реальном научный / инженерный проект может стимулировать читателя мотивация. В полном объеме изучено цунами, пролетов. геофизика, геология, история, гидродинамика, статистика, геодезия, инженерия и гражданская защита.Эта сложность отражается в разнообразие практик использования единиц, весов и концепции. Если сузить рамки до моделирования цунами распространения, аспект масштабирования, по крайней мере, может показаться простым, поскольку мы в основном касается продолжительности и времени. Тем не менее, даже здесь неоднородность физических единиц является препятствием.

Незначительной проблемой является случайное использование единиц, не относящихся к системе СИ, таких как дюймы или в старых диаграммах, даже саженях. Более важна неоднородность величина различных переменных и различия в присущие, в частности, горизонтальные и вертикальные масштабы.Обычно отметки поверхности указаны в метрах или меньше. Для дальнего поля на большой глубине распространения, а также небольшие цунами (которые до сих пор остаются научными интереса) отметки поверхности часто указываются в см или даже мм. В глубоком океане характерная глубина порядка величина больше этой, обычно \ (5000 \, \ hbox {m} \). Распространение расстояния, с другой стороны, составляют сотни или тысячи километров. Часто лучше всего описываются местоположения и вычислительные сети. в географических координатах (долгота / широта), которые связаны с Единицы СИ на 1 минуту широты составляют примерно одну морскую милю. (\ (1852 \, \ hbox {m} \)), и 1 минута долготы составляет это количество раз косинус широты.Периоды волн цунами в основном колеблются от от минут до часа, надеюсь, достаточно коротких, чтобы их можно было хорошо разделить из полусуточного периода приливов. Время распространения обычно часы или, может быть, лучшая часть дня, когда Тихий океан Океан пройден.

Ученые, инженеры и бюрократы в сообществе цунами имеют тенденцию быть конкретными и несоответствующими в отношении форматов и единиц измерения, поскольку а также тип требуемых данных. Чтобы удовлетворить эти требования, Разработчик моделирования цунами должен производить разнообразные данные, которые представлены в единицах измерения. и форматы, которые нельзя использовать внутри ее моделей.На с другой стороны, она также должна быть готова принять входные данные в разнообразные формы. Некоторые наборы данных могут быть большими, что означает ненужное дублирование с другими единицами измерения или масштабированием должно быть избегали. Кроме того, модели цунами часто маркируются через сравнение с экспериментальными данными. Лабораторный масштаб обычно \ (\ hbox {cm} \) или \ (\ hbox {m} \), самое большее, что подразумевает, что измеренные данные представлены в единицах, отличных от используемых в реальных событиях земного масштаба, или даже в вольтах, с информацией о преобразовании, полученной от измерительных приборов.

Все подробности устройства в различных форматах файлов явно мешают и порождают ряд заблуждений и ошибок, которые могут вызвать потеря драгоценного времени или усилий. Чтобы уменьшить такие проблемы, разработчики вычислительных средств должны сочетать разумную гибкость относительно единиц ввода и вывода с четким и последовательным соглашение о масштабировании в инструментах. Фактически, это также относится к академические инструменты для внутреннего использования.

Приведенное выше обсуждение указывает на некоторые передовые методы, которые продвигает.Во-первых, всегда выполняйте вычисления с помощью масштабированного дифференциального уравнения. модели. В этом буклете рассказывается, как это сделать. Во-вторых, пользователи программного обеспечения часто хотят указать входные данные с измерением и получить выходные данные с размером. Затем программное обеспечение должно применить такие инструменты, как PhysicalQuantity (раздел PhysicalQuantity: инструмент для вычислений с единицами) или более сложный пакет Parampool (раздел Parampool: пользовательские интерфейсы с автоматическим преобразованием единиц измерения), чтобы разрешить ввод с явными размерами и при необходимости преобразуйте размеры в нужные типы.Эти инструменты тривиально применять, если вычислительное программное обеспечение написан на Python, но это просто, если программное обеспечение написаны на скомпилированных языках, таких как Fortran, C или C ++. В последнем случай, когда вы просто создаете модуль чтения ввода в Python, который захватывает данные из пользовательский интерфейс и передает их в вычислительное программное обеспечение, либо через файлы или вызовы функций (вызываемые соответствующие функции должны быть завернуты в Python с такими инструментами, как f2py, Cython, Ткать SWIG, Мгновенное, или аналогичный, см. [Ref03] (Приложение C) для основных примеры обертывания кода C и Fortran в f2py и Cython).

PhysicalQuantity: инструмент для вычислений с модулями

Эти заметки содержат довольно много компьютерного кода, чтобы проиллюстрировать, как теория подробно отображает работающее программное обеспечение. Python — это язык программирования используется, прежде всего потому, что это легко читаемый, мощный, полноценный язык, позволяющий использовать MATLAB-подобный код а также код на основе классов, обычно используемый в Java, C # и C ++. Экосистема Python для научных вычислений за последние годы выросла. быстро набирает популярность и заменяет более специализированные инструменты как MATLAB, R и IDL.Примеры кодирования в этом буклете требуют только знания основных процедурное программирование на Python.

Читатели без знания переменных Python, функций, тестов if, и при импорте модулей следует обращаться, например, к краткому руководству по научным Python, конспект лекций по Python, или полный учебник [Ref04] параллельно с чтением о Код Python в настоящих заметках.

Эти примечания относятся к Python 2.7

Python существует в двух несовместимых версиях, пронумерованных 2 и 3.Различия можно сделать небольшими, и есть инструменты для написания код, работающий под обеими версиями.

Поскольку Python версии 2 все еще доминирует в научных вычислениях мы придерживаемся этой версии, но написать код версии 2.7, максимально приближенный к версии 3.4 и позже. В большинстве наших программ отличается только оператор print между версиями 2 и 3.

Вычисления с модулями в Python хорошо поддерживаются очень полезный инструмент PhysicalQuantity из пакета ScientificPython от Конрада Хинсен.К сожалению, в ScientificPython на момент создания этого писать, работать с NumPy версии 1.9 или новее, поэтому мы изолировали PhysicalQuantity объект в модуле PhysicalQuantities и сделал его общедоступным доступно на GitHub. Также существует альтернативный пакет Unum для вычислений с числами с единиц, но здесь мы будем придерживаться первого модуля.

Продемонстрируем использование объекта PhysicalQuantity с помощью вычисление \ (s = vt \), где \ (v \) — скорость, указанная в единицах измерения ярдов на минута , а \ (t \) — время в часах.Сначала нам нужно знать, что единицы называются в PhysicalQuantities . Для этого запустите pydoc Физическое количество или

 Терминал> pydoc Scientific.Physics.PhysicalQuantities
 

, если у вас установлен весь пакет ScientificPython. В итоговая документация показывает имена единицы. Особенно, ярды указаны ярдов , минуты мин и часы по ч . Теперь мы можем вычислить \ (s = vt \) следующим образом:

 >>> # С ScientificPython:
>>> от Науч.Physics.PhysicalQuantities import \
... PhysicalQuantity как PQ
>>> # С PhysicalQuantities как отдельным / автономным модулем:
>>> из PhysicalQuantities импортировать PhysicalQuantity как PQ
>>>
>>> v = PQ ('120 ярдов / мин') # скорость
>>> t = PQ ('1 h') # время
>>> s = v * t # расстояние
>>> print s # s - строка
120,0 ч * ярд / мин
 

Нечетная единица ч * ярд / мин лучше преобразовать в стандартную единицу СИ, например как метр:

 >>> с.convertToUnit ('м')
>>> print s
6583,68 м
 

Обратите внимание, что s — это объект PhysicalQuantity со значением и Блок. Для математических вычислений нам нужно извлечь значение как объект с плавающей точкой . Мы также можем извлечь единицу в виде строки:

 >>> print s.getValue () # float
6583,68
>>> print s.getUnitName () # строка
м
 

Вот пример того, как преобразовать единицы нечетной скорости ярды на минута на что-то более стандартное:

 >>> v.{-1} \)
где джоуль заменяет калорийность? 

 >>> c = PQ ('1 кал / (г * К)')
>>> c.convertToUnit ('Дж / (г * К)')
>>> печать c
4,184 Дж / К / г
 

Parampool: пользовательские интерфейсы с автоматическим преобразованием единиц измерения

Пакет Parampool позволяет создание пользовательских интерфейсов с поддержкой юнитов и юнитов конверсия. Значения параметров можно задать в виде числа с Блок. Параметры могут быть зарегистрированы заранее с предпочтительным единица, и все, что предписывает пользователь, значение и единица измерения преобразован таким образом, что единица становится зарегистрированной единицей.2 \), \ (t \) быть время измеряется в с, и, следовательно, \ (с \) будет расстоянием, измеренным в м.

Пул параметров

Во-первых, Parampool требует от нас определения пула всех входных данных. параметры, которые здесь просто представлены списком словарей, где каждый словарь содержит информацию об одном параметре. Возможно организовать входные параметры в древовидной структуре с подпулами, которые сами могут иметь субпулы, но для нашего простого приложения нам просто нужна плоская структура с три входных параметра: \ (v_0 \), \ (a \) и \ (t \).Эти параметры помещаются в подпул под названием "Главный". Пул создается по коду

 def define_input ():
    бассейн = [
        'Главный', [
            dict (name = 'начальная скорость', по умолчанию = 1.0, unit = 'm / s'),
            dict (name = 'ускорение', по умолчанию = 1.0, unit = 'm / s ** 2'),
            dict (name = 'time', по умолчанию = 10.0, unit = 's')
            ]
        ]

    из parampool.pool.UI import listtree2Pool
    pool = listtree2Pool (pool) # преобразовать список в объект Pool
    возвратный бассейн
 

Для каждого параметра мы можем определить логическое имя, например, начальная скорость , значение по умолчанию и единица измерения.Дополнительные свойства также разрешены, см. документацию Parampool.

Совет: укажите значения чисел по умолчанию как объекты с плавающей запятой

Обратите внимание, что мы пишем не просто 1, а 1.0 по умолчанию. Если бы использовалось 1, Parampool интерпретировал бы наш параметр как целое число и поэтому преобразует ввод, например, 2,5 м / с в 2 м / с . Чтобы гарантировать, что параметр с действительным знаком становится объектом с плавающей запятой внутри пула, мы должны указать значение по умолчанию как действительное число: 1. или 1.0 . (Тип входного параметра может быть также задан явно с помощью свойство str2type , например, str2type = float .)

Получение данных пула для вычислений

Мы можем сделать небольшую функцию для получения значений из пула и вычисление \ (s \):

 дистанция def (бассейн):
    v_0 = pool.get_value ('начальная скорость')
    a = pool.get_value ('ускорение')
    t = pool.get_value ('время')
    s = v_0 * t + 0.5 * а * т ** 2
    вернуть s
 

Функция pool.get_value возвращает числовое значение названный параметр, после того, как единица была преобразована из того, что Пользователь указал, что было зарегистрировано в пуле. Например, если пользователь предоставляет аргумент командной строки - время '2 ч' , Parampool преобразует это количество в секунды и pool.get_value ('time') вернет 7200.

Чтение параметров командной строки

Для запуска вычислений мы определяем пул, загружаем значения из командная строка и позвоните по номеру на расстояние :

 пул = define_input ()
из Parampool.menu.UI import set_values_from_command_line
pool = set_values_from_command_line (пул)

s = расстояние (бассейн)
print 's =% g'% s
 

В именах параметров с пробелами должен использоваться символ подчеркивания вместо пробела. в параметре командной строки, например, в --Initial_velocity . Теперь мы можем запустить

 Терминал> python distance.py --initial_velocity '10 km / h '\
          - ускорение 0 - время '1 ч
s = 10000
 

Обратите внимание на ответ ( s ), что 10 км / ч преобразуется в м / с, а 1 ч - в с.

Также можно получить значения параметров как PhysicalQuantity объекты из пула по телефону

 v_0 = pool.get_value_unit ('Начальная скорость')
 

Следующий вариант функции Distance вычисляет с значений и единиц:

 def distance_unit (пул):
    # Вычислить с помощью единиц
    из parampool.PhysicalQuantities импортировать PhysicalQuantity как PQ
    v_0 = pool.get_value_unit ('начальная скорость')
    a = pool.get_value_unit ('ускорение')
    t = бассейн.get_value_unit ('время')
    s = v_0 * t + 0,5 * a * t ** 2
    вернуть s.getValue (), s.getUnitName ()
 

Тогда мы можем сделать

 с, s_unit = Distance_unit (пул)
print 's =% g'% s, s_unit
 

и получите результат с нужным блоком.

Установка значений по умолчанию в файле

В больших приложениях с большим количеством входных параметров часто нравится для определения (огромного) набора значений по умолчанию для конкретного случая, а затем переопределите некоторые из них в командной строке.Такие наборы значений по умолчанию может быть установлен в файле с использованием синтаксиса типа

 вспомогательный пул Главный
начальная скорость = 100! ярд / мин
ускорение = 0! м / с ** 2 # ускорение падения
конец
 

Аппарат можно отдать после ! Символ (и перед символом комментария # ).

Для чтения таких файлов нам нужно добавить строки

 из parampool.pool.UI import set_defaults_from_file
pool = set_defaults_from_file (пул)
 

перед звонком на номер set_defaults_from_command_line .

Если приведенные выше команды хранятся в файле distance.dat , мы даем информация об этом файле в программу через option --poolfile distance.dat . Запуск всего

 Терминал> python distance.py --poolfile distance.dat
s = 15,25 м
 

сначала загружает скорость 100 ярдов / мин преобразовано в 1,524 м / с и нулевое ускорение в систему пула и затем мы вызываем distance_unit , который загружает эти значения из пула вместе со значением по умолчанию для время, установленное на 10 с.Тогда расчет будет \ (s = 1,524 \ cdot 10 + 0 = 15,24 \). с блоком м. Мы можем изменить время и / или два других параметры в командной строке:

 Терминал> python distance.py --poolfile distance.dat --time '2 h'
s = 10972,8 м
 

В результате вычислений будет \ (s = 1,524 \ cdot 7200 + 0 = 10972,8 \). Предлагаем вам поиграть с программой distance.py.

Указание нескольких значений входных параметров

Parampool имеет интересную особенность: можно назначить несколько значений. к входному параметру, тем самым облегчая приложению пройти через все комбинации всех параметров.Мы можем продемонстрировать эту особенность, составив таблицу из \ (v_0 \), \ (a \), \ (t \) и \ (s \) значения. В функции вычисления нам нужно вызвать pool.get_values ​​ вместо pool.get_value , чтобы получить список всех значений, которые были указаны для рассматриваемого параметра. Вложением петель поверх все параметры, мы посещаем все комбинации всех параметров как указано пользователем:

 def Distance_table (бассейн):
    "" "Получение нескольких значений параметров из пула." ""
    таблица = []
    для v_0 в пуле.get_values ​​('начальная скорость'):
        для a в pool.get_values ​​('ускорение'):
            для t в pool.get_values ​​('time'):
                s = v_0 * t + 0,5 * a * t ** 2
                table.append ((v_0, a, t, s))
    таблица возврата
 

Если для параметра было указано только одно значение, pool.get_values ​​ возвращает только это значение, и будет только один проход в связанном петля.

После загрузки аргументов командной строки в наш пул объект , мы можем вызвать Distance_table вместо distance or distance_unit and напишите красиво отформатированную таблицу результатов:

 table = distance_table (бассейн)
print '| ----------------------------------------------- ------ | '
печать '| v_0 | а | т | с | '
print '| ----------------------------------------------- ------ | '
для v_0, a, t, s в таблице:
    печать '|% 11.3f | % 10.3f | % 10.3f | % 12.3f | ' % (v_0, a, t, s)
print '| ----------------------------------------------- ------ | '
 

Вот пример выполнения,

 Терминал> python distance.py --time '1 час и 2 часа и 3 часа' \
          - ускорение '0 м / с ** 2 и 1 м / с ** 2 и 1 ярд / с ** 2' \
      --initial_velocity '1 и 5'
| ------------------------------------------------- ---- |
| v_0 | а | т | s |
| ------------------------------------------------- ---- |
| 1.000 | 0,000 | 3600.000 | 3600.000 |
| 1.000 | 0,000 | 7200.000 | 7200.000 |
| 1.000 | 0,000 | 10800.000 | 10800.000 |
| 1.000 | 1.000 | 3600.000 | 6483600.000 |
| 1.000 | 1.000 | 7200.000 | 25927200.000 |
| 1.000 | 1.000 | 10800.000 | 58330800.000 |
| 1.000 | 0,914 | 3600.000 | 5928912.000 |
| 1.000 | 0,914 | 7200.000 | 23708448.000 |
| 1.000 | 0,914 | 10800.000 | 53338608.000 |
| 5.000 | 0,000 | 3600.000 | 18000.000 |
| 5.000 | 0,000 | 7200.000 | 36000.000 |
| 5.000 | 0,000 | 10800.000 | 54000.000 |
| 5.000 | 1.000 | 3600.000 | 6498000.000 |
| 5.000 | 1.000 | 7200.000 | 25956000.000 |
| 5.000 | 1.000 | 10800.000 | 58374000.000 |
| 5.000 | 0,914 | 3600.000 | 5943312.000 |
| 5.000 | 0,914 | 7200.000 | 23737248.000 |
| 5.000 | 0,914 | 10800.000 | 53381808.000 |
| ------------------------------------------------- ---- |
 

Обратите внимание, что некоторые из нескольких значений имеют разные размеры из зарегистрированного измерения для этого параметра, а таблица показывает, что преобразование в правильное измерение имело место.

Создание графического пользовательского интерфейса

Для удовольствия мы можем легко создать графический пользовательский интерфейс. через Parampool. Мы оборачиваем функцию distance_unit в функцию, которая возвращает результат в красивом HTML-коде:

 def distance_unit2 (пул):
    # Перенести результат из distance_unit в HTML
    s, s_unit = Distance_unit (пул)
    return ' Distance: % .2f% s'% (s, s_unit)
 

Вдобавок надо сделать файл generate_distance_GUI.py с простое содержание

 из импорта parampool.generator.flask сгенерировать
с расстояния импорт distance_unit2, define_input

генерировать (Distance_unit2, pool_function = define_input, MathJax = True)
 

Запуск generate_distance_GUI.py создает веб-сайт на основе Flask. интерфейс для нашей функции distance_unit , см. Рисунок Web GUI, где параметры могут быть указаны с единицами измерения. Текстовые поля в этом графическом интерфейсе позволяют указывать параметры с числа и единицы, e.g., ускорение с единицей измерения ярдов в минуту в квадрате, как показано на рисунке. Слегка наведя указатель мыши слева от текстовое поле вызывает появление небольшого черного окошка с зарегистрированным устройством этого параметра.

Веб-интерфейс, в котором параметры могут быть указаны в единицах измерения

С примерами, показанными выше, читатель должен уметь использовать PhysicalQuantity объект и пакет Parampool в программах и тем самым безопасно работать с юнитами. В следующем тексте, где мы обсуждаем умение масштабировать подробно, мы просто будем работать в стандартных единицах СИ и избегайте преобразования единиц измерения, чтобы больше не использовать PhysicalQuantity и Parampool.

2.2: Единицы и размеры - Physics LibreTexts

В 1999 году космический орбитальный аппарат NASA Mars Climate Orbiter распался в атмосфере Марса из-за смешения единиц, используемых для расчета тяги, необходимой для замедления зонда и вывода его на орбиту вокруг Марса. Компьютерная программа, предоставленная частным производителем, использовала единицы фунта-секунды для расчета изменения импульса зонда вместо ньютоновских секунд, ожидаемых НАСА. В результате зонд слишком сильно замедлился и рассыпался в марсианской атмосфере.Этот пример иллюстрирует необходимость использования и указания единиц при описании свойств физической величины, а также демонстрирует разницу между измерением и единицей.

«Размеры» можно рассматривать как типы измерений. Например, длина и время - оба измерения. Единица измерения - это стандарт, который мы выбираем для количественной оценки измерения. Например, метры и футы являются единицами измерения длины, тогда как секунды и джиффи 1 являются единицами измерения времени.

Когда мы сравниваем два числа, например прогноз на основе модели и измерение, важно, чтобы обе величины имели одинаковое измерение и выражались в одних и тех же единицах.

Базовые размеры и их единицы СИ

Для облегчения передачи научной информации была разработана Международная система единиц (SI для французского языка, Systeme International d’unites). Это позволяет нам использовать четко определенное соглашение о том, какие единицы использовать при описании количеств.Например, единицей СИ для измерения длины является метр, а единицей СИ для измерения времени является секунда.

Чтобы упростить систему единиц СИ, был выбран фундаментальный (базовый) набор измерений, и для этих размеров были определены единицы СИ. Любой другой размер всегда может быть повторно выражен в терминах базовых размеров, показанных в Таблица 2.2.1 и его единиц в терминах соответствующей комбинации базовых единиц СИ.

Размер Блок СИ
Длина \ ([L] \) метр \ ([м] \)
Время \ ([T] \) секунд \ ([s] \)
Масса \ ([M] \) килограмм \ ([кг] \)
Температура \ ([\ theta] \) кельвин \ ([K] \)
Электрический ток \ ([I] \) ампер \ ([A] \)
Количество вещества \ ([N] \) моль \ ([моль] \)
Сила света \ ([Дж] \) кандела \ ([cd] \)
Безразмерный \ ([l] \) без единиц \ ([] \)

Таблица 2.2.1 : Базовые размеры и их единицы СИ с сокращениями.

Из базовых размеров можно получить «производные» измерения, такие как «скорость», которая является мерой того, насколько быстро движется объект. Измерение скорости - \ (L / T \) (длина во времени), и соответствующая единица СИ - м / с (метры в секунду). 2 Многие производные измерения имеют соответствующие производные единицы СИ, которые могут быть выражены в терминах. основных единиц СИ. Таблица 2.2.2 показывает несколько производных измерений и соответствующие им единицы СИ, а также то, как эти единицы СИ получаются из основных единиц СИ.

Размер Единица СИ Базовые блоки СИ
Скорость \ ([L / T] \) метр в секунду \ ([м / с] \) \ ([м / с] \)
Частота \ ([1 / T] \) герц \ ([Гц] \) \ ([1 / с] \)
Сила \ ([M \ cdot L \ cdot T ^ {- 2}] \) ньютон \ ([N] \) \ ([кг \ cdot m \ cdot s ^ {- 2}] \)
Энергия \ ([M \ cdot L ^ {2} \ cdot T ^ {- 2}] \) джоуль \ ([J] \) \ ([N \ cdot m = кг \ cdot m ^ {2} \ cdot s ^ {- 2}] \)
Мощность \ ([M \ cdot L ^ {2} \ cdot T ^ {- 3}] \) Вт \ ([Вт] \) \ ([Дж / с = кг \ cdot m ^ {2} \ cdot s ^ {- 3}] \)
Электрический заряд \ ([I \ cdot T] \) кулон \ ([C] \) \ ([A \ cdot s] \)
Напряжение \ ([M \ cdot L ^ {2} \ cdot T ^ {- 3} \ cdot I ^ {- 1}] \) вольт \ ([В] \) \ ([J / C = кг \ cdot m ^ {2} \ cdot s ^ {- 3} \ cdot A ^ {- 1}] \)

Таблица 2.2.2 : Пример производных размеров и их единиц СИ с сокращениями.

По соглашению, мы можем указать размерность величины \ (X \), записав ее в квадратных скобках, \ ([X] \). Например, \ ([X] = I \) будет означать, что величина \ (X \) имеет размерность \ (I \), поэтому она имеет размерность электрического тока. Точно так же мы можем обозначить единицы СИ для \ (X \) с помощью \ (SI [X] \). Ссылаясь на Таблица 2.2.1 , поскольку \ (X \) имеет размерность тока, \ (SI [X] = A \).

Анализ размеров

Мы называем «анализом измерений» процесс определения размерностей количества в терминах базовых измерений и прогнозирования модели для этого количества. Несколько простых правил позволяют нам легко определить размерность производной величины. Предположим, что у нас есть две величины, \ (X \) и \ (Y \), обе имеют размерности. Затем у нас есть следующие правила, чтобы найти размерность величины, которая зависит от \ (X \) и \ (Y \):

  1. Сложение / вычитание: вы можете складывать или вычитать две величины, только если они имеют одинаковое измерение: \ ([X + Y] = [X] = [Y] \)
  2. Умножение: Размерность продукта, \ ([XY] \), является произведением размерностей: \ ([XY] = [X] · [Y] \)
  3. Деление: Размерность отношения \ ([X / Y] \) - это соотношение размеров: \ ([X / Y] = [X] / [Y] \)

Следующие два примера показывают, как применить анализ размеров для получения единицы или измерения производной величины. {2} \)

Сила является настолько распространенным измерением, что у него, как и у многих других производных измерений, есть собственная производная единица СИ, Ньютон \ ([N] \).{-1} \ end {align} \)

, где в последней строке мы объединили степени одинаковых размерностей. При осмотре это тот же размер, что и напряжение.

Когда вы строите модель для прогнозирования значения физической величины, вы всегда должны использовать анализ измерений, чтобы гарантировать, что измерение величины, предсказываемой вашей моделью, является правильным.

Пример \ (\ PageIndex {3} \)

Ваша модель предсказывает, что скорость \ (v \) объекта массы \ (m \) после падения на расстояние \ (h \) на поверхность планеты с массой \ (M \) и радиусом \ (R \) дается выражением:

\ (v = \ frac {mMh} {R} \)

Это разумный прогноз?

Решение :

Во-первых, мы видим, что скорость будет больше, если \ (h \) больше, что имеет смысл, поскольку мы ожидаем, что скорость будет больше, если объект упадет на большее расстояние. {2} \ конец {выровнен} \)

, и наша модель предсказывает скорость с размерами квадрата массы.Выполняя простой размерный анализ, мы можем легко подтвердить, что наша модель определенно неверна. Вы всегда должны проверять размеры любого прогноза модели, чтобы убедиться, что оно верное.

Мысли Оливии

В этом разделе нам даны три правила комбинирования размеров. Вы заметите, что эти правила такие же, как правила для алгебры, за исключением того, что вы используете размеры вместо \ (x \) ’s и \ (y \)’ s. Таким образом, вы действительно можете просто подходить к задачам анализа размерностей, как к задачам алгебры.

Есть несколько основных шагов, которым вы можете следовать, пытаясь найти единицы СИ для значения / переменной в вашем уравнении. Я пройдусь по , Пример 2.2.1 , немного по-другому. Допустим, у вас есть уравнение \ (F = ma \), и на этот раз вам известны размеры \ (F \) и \ (m \), и вы хотите найти размеры \ (a \):

.
  1. Перепишите значения / переменные в уравнении в соответствии с их размерами, оставив все остальные операции (умножение, экспоненты и т. Д.){- \ frac {1} {2}} \)
Ответ

Анализ размеров также может использоваться для определения формул (обычно с точностью до порядка величины). Один из известных примеров этого - когда британский физик по имени Г.И. Тейлор смог определить формулу, которая показывала, как радиус взрыва атомной бомбы изменяется со временем. Используя фотографии взрыва первой атомной бомбы, он смог определить количество энергии, высвободившейся при взрыве, что в то время было секретной информацией.

Пример \ (\ PageIndex {4} \)

Найдите формулу, которая показывает, как радиус взрыва, \ (r \), изменяется со временем, прошедшим с момента взрыва, \ (t \), где радиус также зависит от энергии, выделяемой при взрыве, \ (E \), и плотность среды, в которой взрывается бомба, \ (ρ \).

Решение :

Мы хотим выяснить, как радиус взрыва изменяется со временем, поэтому нам нужно выражение, которое связывает \ (r \) с некоторой комбинацией \ (E, ρ \) и \ (t \):

\ (r \ sim E ^ {x} ρ ^ {y} t ^ {z} \)

, где \ (x, y \) и \ (z \) - наши неизвестные показатели, поскольку мы еще не знаем, как мы будем комбинировать \ (E, ρ \) и \ (t \).{2}} {\ rho}} \)

Таким образом, измерив радиус взрыва в какой-то момент и зная плотность воздуха, вы можете оценить энергию, которая высвободилась во время взрыва.

Устройство, система, размеры и стандарты

Блок

Результат измерения физической величины должен быть определен как по форме, так и по величине. Стандартная мера каждого вида физической величины называется единицей .

Давайте возьмем пример длины.

Как известно, длина - это физическая величина. Счетчик представляет собой блок длины , который представляет собой определенную заранее заданную длину. Когда мы говорим 20 метров (или 20 м), мы на самом деле имеем в виду, что в 20 раз больше определенной заранее определенной длины, называемой «метр».

Типы физических величин

Мы можем в общих чертах разделить физические величины на два типа

  1. Фундаментальные Физические величины
  2. Производные физические величины

1.Основные физические величины

Физическая величина, которая может существовать независимо, называется фундаментальной физической величиной.

Пример: Масса, длина, время и т. Д.

2. Производные физические величины

Физическая величина, которая не может существовать независимо, называется производной физической величиной.

ИЛИ

Производная физическая величина - это физическая величина, которая зависит от любой другой физической величины или производная от нее.

Пример: Объем, Площадь, плотность, ускорение, скорость, сила, энергия и т. Д.

Типы квартир

  1. Фундаментальные единицы
  2. Производные единицы

1. Основные единицы

Единицы, которые являются независимыми или не могут быть производными от какой-либо другой единицы, называются основной единицей.

ИЛИ

Единицы фундаментальных физических величин называются фундаментальными единицами.

Пример: (a) Каждая единица времени является фундаментальной единицей (независимо от системы, к которой она принадлежит).микросекунда, миллисекунда, секунда, минута, час, день и т. д. - единицы времени. Все эти единицы являются фундаментальными единицами.

(b) Каждая единица длины является основной единицей. Миллиметр, сантиметр, метр, километр и т. Д. - это единицы длины. Все эти единицы являются фундаментальными единицами.

2. Производные единицы

Единицы производных физических величин называются производными единицами. Единицы измерения объема, площади, скорости, плотности, энергии и т. Д. Являются производными.

Пример: (a) Каждая единица ускорения является производной единицей; м / сек², см / сек², км / ч² и т. д.

(b) Каждая единица плотности является производной единицей; кг / м³, г / см³ и т. д.

(c) Каждая единица скорости является производной единицей; м / сек, см / сек, км / час и т. д.

Система единиц

Существует четыре системы единиц измерения основных физических величин.

  1. Система C.G.S (метрическая система)
  2. Система F.P.S (британская система)
  3. Система M.K.S
  4. Система S.I (System International)

В первых трех системах, а именно C.Система G.S, система F.P.S, система M.K.S, только 3 физические величины - длина, масса и время - считаются фундаментальными величинами. Итак, есть 3 единиц , соответствующих 3 фундаментальным физическим величинам в трех вышеупомянутых системах.

Но в системе S.I (System International) есть 7 фундаментальных физических величин, а именно: масса, длина, время, электрический ток, термодинамическая температура, сила света, количество вещества. Итак, есть 7 единиц , соответствующих 7 фундаментальным физическим величинам в S.Система I.

Есть еще две дополнительные физические величины, а именно Плоский угол и Телесный угол . Следовательно, 2 дополнительных единиц соответствуют двум дополнительным физическим величинам.

Размер

Измерение - это мера физической величины (без числовых значений).

Разница между единицей измерения и размером

Измерение определяется как мера физической переменной (без числового значения), а единица измерения - это способ присвоить этому измерению число или измерение.Например, масса - это размер, но он измеряется в килограммах (кг).

Стандарты

Стандарт - это физическое представление единицы измерения. Он применяется к оборудованию, имеющему известную физическую величину. Теперь это известное значение используется для получения значений физических свойств другого оборудования.

Стандартные классификации

Эталоны

подразделяются на четыре типа:

  1. Международные стандарты
  2. Первичные стандарты
  3. Вторичные стандарты
  4. Нормы работы

1.Международные стандарты

Эти стандарты определены международными соглашениями и поддерживаются Международным бюро мер и весов во Франции. Они настолько точны, насколько это возможно с научной точки зрения. Эти стандарты недоступны рядовому пользователю средств измерений для калибровки или сравнения.

2. Первичные стандарты

Первичные стандарты поддерживаются в учреждениях в разных странах по всему миру.Они также сконструированы для максимально возможной точности. Основная функция первичного эталона - проверка точности вторичных эталонов.

3. Вторичные стандарты

Вторичные эталоны используются в промышленных измерительных лабораториях в качестве эталонов для калибровки высокоточного оборудования и компонентов. Он используется для проверки точности рабочих эталонов. Вторичные эталоны периодически отправляются в национальные лаборатории эталонов, которые поддерживают первичные эталоны для калибровки и сравнения.

4. Рабочие стандарты

Рабочие эталоны используются для проверки и калибровки лабораторных инструментов общего назначения на их производительность и точность.

Упражнение

Q 1. Определите физические величины.

Ответ. Все величины, с помощью которых можно описать законы физики и измерить, называются физическими величинами.

В. Какие бывают типы физических величин?

Ответ. Есть два типа физических величин

1.Фундаментальные величины: Те физические величины, которые не зависят от каких-либо других величин, известны как фундаментальные величины или базовые величины. В системе СИ семь основных или основных величин. Это длина, масса, время, электрический ток, термодинамическая температура, количество вещества и сила света.

2. Производные величины: Те физические величины, которые являются производными от основных величин, называются производными величинами.

Fluid Mechanics - британские единицы измерения и размеры в системе СИ

Fluid Mechanics - размеры в британской системе единиц и единицах СИ

Engineering ToolBox - ресурсы, инструменты и основная информация для проектирования и проектирования технических приложений!

Имперская система мер (USCS) и терминология единиц измерения и единиц СИ в механике жидкостей.

Механика жидкости в

  • Имперская система или USCS - обычные единицы США
  • Международная система единиц - система СИ
39 4 м T с L Расход агрегата 9014 L5
Терминология Размеры Имперские единицы
(USCS) 90-134
Ускорение под действием силы тяжести L / T 2 фут / с 2 м / с 2 L
футов 2 м 2
Коэффициент шероховатости Шези L 1/2 / T 14 футов 1/2 м 1/2 / с
Критическая глубина L футов 9 0146 м
Плотность футов 2 / л 4 фунт с 2 / фут 4
9139 239
Глубина L футов м
Глубина в открытом канале L 9136 9014 м L 9136 Диаметр L футов м
Расстояние от сплошной границы L футов L футов 901 3 / T футов 3 / с м 3 / s
Усилие F фунтов N
Усилие, создаваемое давлением F 9014 9014 фунт коэффициент шероховатости L 0.37 / T футов 0,37 / с м 0,37 / с
Потеря напора из-за трения L 6 м 9146 м
Высота напора L футов м
Головка водослива L футов 9145 L футов м
Гидравлический радиус L футов
    м 9014
футов 2 / с м 2 / с 9 0146
Длина L футов м
Коэффициент шероховатости Маннинга T / L 1/3

9139

с / м 1/3
Масса футов 2 / л фунтов с 2 / футов 900 Н с
Модуль упругости F / L 2 фунт / дюйм 2 (psi) Па
высота футов м
Давление F / L 2 фунт / фут 2 9133 9 Па
Радиус L футов м
Напряжение сдвига F / L 2 Па
Размер шероховатости L футов м
Удельный вес 900 F10 9135 Lb 3 3 3 кг / м 3
Поверхностное натяжение F / L фунт / фут кг / м
9014 9014 s s
Толщина L футов м
Время T с с
Общий напор L14 9136 л 3 / TL футов 3 / (с фут) м 3 / (с фут)
Скорость фут / с м / с
Вязкость фут / л 2 фунт / фут 9014 Па с F фунтов N
  • L - длина
  • F - fo rce
  • T - время

Связанные темы

Связанные документы

Перевести

О Engineering ToolBox!

Мы не собираем информацию от наших пользователей.В нашем архиве хранятся только письма и ответы. Файлы cookie используются в браузере только для улучшения взаимодействия с пользователем.

Некоторые из наших калькуляторов и приложений позволяют сохранять данные приложений на локальном компьютере. Эти приложения - из-за ограничений браузера - будут отправлять данные между вашим браузером и нашим сервером. Мы не сохраняем эти данные.

Google использует файлы cookie для показа нашей рекламы и обработки статистики посетителей. Пожалуйста, прочтите Условия использования Google для получения дополнительной информации о том, как вы можете контролировать показ рекламы и собираемую информацию.

AddThis использует файлы cookie для обработки ссылок на социальные сети. Пожалуйста, прочтите AddThis Privacy для получения дополнительной информации.

Цитирование

Эту страницу можно цитировать как

  • Engineering ToolBox, (2005). Механика жидкости - британская система мер и единицы СИ . [онлайн] Доступно по адресу: https://www.engineeringtoolbox.com/terminology-units-d_963.html [день доступа, пн. год].

Изменить дату доступа.

. .

закрыть

Научный онлайн-калькулятор

12 17

.

единиц и размеров - поступательное движение

Ученые (и MCAT) используют Международную систему единиц (СИ) для выражения измерений физических величин.

Ученые (и MCAT) используют Système International d’Unités (SI) , также называемую Международной системой единиц или метрической системой, для выражения измерений физических величин. Базовые единицы СИ перечислены ниже:

Каждый размер - это аббревиатура измеряемой величины - она ​​не зависит от конкретной используемой единицы.

Любая физическая величина может быть записана в базовых единицах СИ . Некоторые примеры включают:

Кратные единицы базовых единиц, являющиеся степенью десяти, часто сокращаются и ставятся перед символом единиц. Некоторые из наиболее распространенных префиксов степени десяти :

Вы должны запомнить этот список!

В MCAT нет необходимости переводить американскую систему единиц в метрическую.Однако вам нужно будет иметь возможность конвертировать в метрической системе, используя префиксы степени десяти.


Ключевые точки

• Ученые (и MCAT) используют Международную систему единиц (СИ) для выражения измерений физических величин.

• SI также называется системой mks (m для метров, k для килограммов и s для секунд).

• Каждый размер - это аббревиатура измеряемой величины.

• Любая физическая величина может быть записана в основных единицах СИ.

• Вы должны иметь возможность конвертировать в метрической системе, используя префиксы степени десяти.


Ключевые термины

Международная система единиц (СИ), Международная система единиц, метрическая система : Десятичная система измерения, основанная на метре, литре и грамме как единиц длины, емкости, веса или массы.

Базовые единицы : Основная единица, определяемая произвольно, а не комбинациями других единиц.Основные единицы системы СИ - метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела.

Префиксы степени десяти : Префиксы метрической системы, такие как килограммы и милли, представляют собой умножение на степень десяти.

Amazon.com: Система кондиционирования воздуха Comp Bind Technology, модель Lennox Merit ML14XC1-024 Водонепроницаемая серая мягкая крышка Размеры 28,5 дюйма x 28,5 дюйма x 29,5 дюйма: для дома и кухни


В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
Марка Comp Bind Technology
Цвет Серый
Размеры изделия ДхШхВ 28.5 x 28,5 x 29,5 дюймов
Вес изделия 6 фунтов

  • Убедитесь, что он подходит, введя номер своей модели.
  • Защищает от снега, льда, УФ-излучения, плесени, плесени, ржавчины, листьев, грязи и мусора.
  • Прецизионное отверстие для электрических и холодильных линий с удобным крючком и петлей.
  • Сверхпрочный материал хорошего качества
  • Продлевает срок службы конденсационного блока и снижает выцветание корпуса.
  • Защитите свой кондиционер от снега, ветра, дождя и града
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *