Паспортные значения отопительных приборов указываются для температуры 70-90 градусов Ц. В системах центрального отопления теплоноситель редко нагревается выше 60-80 градусов Ц, поэтому теплоотдача, например, чугунной «гармошки» в комнате высотой 2,7 метра не превышает 60 Вт.

Уточняющие коэффициенты

Для уточняющей корректировки калькулятора определения числа секций для обогрева комнаты в упрощенную формулу N= Q_пом  / Q_рад   вводятся поправочные коэффициенты, учитывающие различные факторы, влияющие на теплообмен внутри частного жилища. Тогда значение Q_пом  определяется по уточненной формуле:

Q_пом   = S*100*К₁ * К₂*К₃*К₄* К₅*К₆ .

В этой формуле поправочные коэффициенты учитывают следующие факторы:

• К₁ – для учета способа остекления окон. Для обычного остекления К₁=1,27, для двойного стеклопакета К₁=1,0, для тройного К₁=0,85;
• К₂ учитывает отклонение высоты потолка от стандартного размера 2,7 метра. К₂  определяется делением размера высоты на 2,7 м. Например, для комнаты высотой 3 метра коэффициент К₂ =З,0/2,7=1,11;
• К₃ корректирует теплоотдачу в зависимости от места установки радиаторных секций.

Значения поправочного коэффициента К3 в зависимости от схемы установки батареи

• К₄ соотносит расположение наружных стен с интенсивностью теплоотдачи. Если наружная стена всего одна, то К=1,1. Для угловой комнаты уже две наружных стены, соответственно, К=1,2. Для обособленного помещения с четырьмя наружными стенами К=1,4.
• К₅ необходим для корректировки в случае наличия помещения над расчетной комнатой: если имеется сверху холодный чердак, то К=1, для обогреваемого чердака К=0,9 и для отапливаемого помещения сверху К=0,8;
• К₆ вносит коррективы по соотношению площадей окон и пола. Если площадь окон всего лишь 10% от площади пола, то К=0,8. Для окон витражного типа площадью до 40% от площади пола К=1,2.

Радиаторная система отопления. Видео

Как устроена радиаторная система отопления, рассказывает видео ниже.

https://www.youtube.com/watch?v=JPJQUA_etzw

Учесть в расчетах все факторы, влияющие на обогревающие способности радиатора, просто невозможно. Однако используемый метод расчета отопления с использованием соответствующих поправок не даст промахнуться с обеспечением комфортной температуры в жилище.

Интерьер помещения с секционным радиатором

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

калькулятор количества, таблица, видео-инструкция и фото

Расчет радиаторов отопления при строительстве частного дома или капитальном ремонте городской квартиры, процедура обязательная. В данном случае не играет большой роли, какие именно отопительные приборы используются.

Фото современных радиаторов.

Важно: делая подобные вычисления, инженеры-проектировщики используют более десятка разного рода предписаний и определений.
Но основополагающим сводом нормативных актов считается СНиП 41-01-2003.
Именно на него опираются контролирующие органы в процессе приемки объекта.

Нормативы.

Как получить ориентировочные данные

Далеко не всегда требуется точный расчет количества радиаторов отопления. Делая капитальный ремонт в городской квартире, вам будет вполне достаточно ориентировочных данных, которые можно получить за пару минут опираясь на стандартные усредненные показатели.

Расчет размера батареи по площади комнаты

Данный способ считается наиболее простым и отлично подходит для владельцев квартир в стандартных городских высотках. В многоэтажных домах существенно повлиять на большинство параметров помещения в принципе не реально, поэтому зачастую нет смысла углубляться в дебри сложных теплотехнических вычислений.

Вариант приблизительного расчета.

Согласно утвержденным СНиП, для того чтобы обогреть 1м² квартиры жителю центральной части нашей великой родины необходимо 100 Вт. Это значение принято в качестве среднего для квартир имеющих стандартное утепление и потолки не выше 3м. При тех же условиях на севере уже понадобится 150 – 200 Вт. В южных районах, как правило, ориентируются на 60 Вт.

Инструкция к любой батарее содержит данные по ее мощности. Вам остается только умножить квадратуру комнаты на 100 Вт и разделить на паспортную мощность одной секции выбранного вами радиатора.

Приблизительные допуски.

Важно: согласно утвержденным правилам, в документации на батарею указывается мощность, которую выдаст секция при температуре теплоносителя 70 ºС.
Если температура в системе будет ниже, пропорционально снизится теплоотдача и нужно будет ставить больше секций.
В таком случае удобно использовать калькулятор расчета количества радиаторов отопления, там можно задать реальную температуру.

Теплопотери в зависимости от расположения батареи.

Как мы уже говорили, этот способ расчета приблизительный, такие тонкости как наличие балкона, количество и размер окон в комнате, а также ряд других поправок четко не учитывается. Чтобы компенсировать все эти виды теплопотерь, принято увеличивать конечную цифру на 20%. Если расчет ведется для кухни, то здесь можно оставить все как есть, без учета теплопотерь. Так как на кухне есть дополнительные источники тепла.

Зависимость количества секций от объема помещения

Данный способ предпочитают использовать владельцы квартир со свободной планировкой и высокими потолками. Еще он хорошо подходит, когда нужно посчитать размер батареи в частном коттедже или помещении с двумя и более уровнями.

Расчет необходимого количества радиаторов отопления здесь основывается на объеме помещения. То есть сначала вам нужно посчитать количество кубических метров, перемножив длину, на ширину и на высоту.

Формула примерного расчета.

Как и в первом случае, за основу берутся условные данные. Принято считать, что для центра России на обогрев 1м³ в панельном доме со стандартным утеплением нужно 41 Вт энергии. Для кирпичных стен с толщиной в 2 и более кирпича, а также для частных домов с усиленным утеплением необходимо 34 Вт. Зная объем помещения и мощность 1 секции, нетрудно посчитать количество секций.

К примеру, объем кухни в кирпичном доме старой постройки три на четыре метра с высотой потолка 4 метра будет 48м³ (3х4х4=48). Соответственно для ее обогрева необходимо 1,632 КВт (48х34=1,632). Средняя мощность секции общеизвестной чугунной батареи МС-140 равна 160 Вт. Теперь 1,632 КВт, делим на 160 Вт и получаем 10,2 секции.

Горизонтальное расположение секций.

Так как мы считали для кухни, то округлить можно в меньшую сторону. Для других помещений принято округлять в большую сторону. Плюс, для компенсации разного рода теплопотерь в рядовых комнатах конечное значение увеличивается на 20%.

Совет: чтобы не утруждать себя ориентировочным вычислением количества батарей в типовых постройках, была разработана таблица расчета радиаторов отопления.
Это удобное приспособление, ее часто используют консультанты строительных магазинов.

Таблица для алюминиевых и биметаллических секций.

Точные вычисления

Точный расчет отопительных радиаторов, как правило, выполняется во время строительства частного дома или при капитальном ремонте современных квартир со свободной планировкой. Цена на качественные биметаллические, стальные или чугунные радиаторы довольно высока, поэтому каждая лишняя секция ощутимо сказывается на бюджете.

Сделать точные вычисления своими руками не так сложно, как может показаться. Сам принцип расчета не сильно отличается от предыдущих вариантов, базовая формула достаточно проста. Вся проблема в грамотном подборе ряда коэффициентов, каждый из которых отвечает за конкретные особенности и характеристики здания.

Принцип соединения секций.

КТ = NхSхК1хК2хК3хК4хК5хК6хК7

• В данном случае (КТ) это искомое количество тепла необходимое для поддержания в помещении комфортной температуры в районе 20ºС;
• (N) является величиной постоянной и характеризует табличное количество тепла на квадратный метр. Это, то самое значение, которое мы применяли при ориентировочном вычислении с опорой на квадратуру. 100 Вт для центра России, 150 – 200 Вт для Севера и 60 Вт для Юга;
• (S) в нашей формуле является площадью того помещения для которого ведется расчет отопления;

Далее идет ряд повышающих и понижающих коэффициентов, которые собственно и отвечают за основные характеристики здания.

Средние теплопотери в доме.

• К1 отвечает за уровень и качество остекления здания:
  • Старые деревянные рамы с двумя стеклами будут иметь коэффициент 1,27;
  • Современный пластик с двойным стеклопакетом условно берется за единицу;
  • Усиленные рамы с тройным стеклопакетом учитываются как 0,85;
• К2 отвечает за качество теплоизоляции внешних стен:
  • Старые железобетонные панели, обложенные плиткой, имеют коэффициент 1,27;
  • Кладка в два кирпича или панели, имеющие дополнительное внешнее утепление берутся за единицу;
  • Современные строительные материалы типа пенно и газобетона, а также сайдинг с утеплением минеральной ватой или пенопластом имеют значение 0,85.

Теплопотери в зависимости от вида подключения батареи.

• К3 отвечает за наиболее холодную неделю в году, точнее за среднюю температуру на протяжении 7 дней в самый пик зимних морозов. Здесь отталкиваемся от -10 ºС.

Далее, при каждом понижении температуры на -5 ºС, к коэффициенту добавляется 0,2:

• Так при -10ºС берется значение 0,7;
• При -15ºС берется значение 0,9;
• При -20ºС берется значение 1,1;
• При -25ºС берется значение 1,3;
• При -30ºС берется значение 1,5 и так далее;

• К4 характеризует процентное соотношение квадратуры пола к площади остекления окон.

Здесь также существует определенная закономерность при повышении площади на 10%, коэффициент увеличивается на 0,1:

• Для 10% значение равно 0,8;
• Для 20% значение равно 0,9;
• Для 30% значение равно 1;
• Для 40% значение равно 1,1;
• Для 50% значение равно 1,2 и так далее;

Сравнение радиаторов.

• К5 характеризует помещение, расположенное на следующем, верхнем этаже:
  • Здесь за единицу принято брать неотапливаемый чердак;
  • Для теплого чердака это значение будет равно 0,9;
  • Если сверху расположена жилая квартира, то коэффициент будет равен 0,8;
• К6 отвечает за число стен выходящих непосредственно на улицу:
  • Для 1 стены он будет равен 1,1;
  • Для 2 стен он будет равен 1,2;
  • Для 3 стен он будет равен 1,3;
  • Если все стены выходят на улицу, то коэффициент равен 1,4;
• К7 отвечает за высоту потолка.

Здесь шаг идет в сторону увеличения, на каждые полметра значение увеличивается на 0,05:

• Высота потолка в 2,5м считается эталоном и берется за единицу;
• Трехметровый потолок будет иметь коэффициент 1,05;
• Три с половиной метра 1,1 и т.д.

Когда вы определились с коэффициентами, провели расчет и в итоге получили количество тепла, его, как и в предыдущих случаях, нужно будет разделить на тепловую мощность 1 секции.

Современный стальной радиатор.

На видео в этой статье показаны примеры расчетов.

Вывод

Безусловно, расчет радиаторов отопления при помощи программы калькулятора несоизмеримо удобней и быстрее. Но как видите, даже при отсутствии такого помощника, вполне реально выполнить точный расчет своими руками.

Напольный чугунный радиатор.

БТЕ, Великобритания | БЕСПЛАТНЫЙ калькулятор радиаторного отопления

Что означает БТЕ?

BTU означает британские тепловые единицы и является единицей измерения энергии. Пример: 150 британских тепловых единиц равны количеству энергии, используемой для повышения температуры 150 фунтов воды на 1 градус по Фаренгейту. Вы увидите, что BTU используется, когда речь идет о количестве тепла, выделяемого радиатором для увеличения тепла в комнате. Чем выше число БТЕ, связанное с радиатором, тем больше тепла может отдавать радиатор для обогрева помещения.

Вы можете рассчитать тепловую мощность в БТЕ, необходимую для всех комнат, включая гостиную, коридоры, ванную комнату, спальню и кухню, с помощью калькулятора БТЕ. Вы можете получить приблизительное представление о потребностях в отоплении, основываясь только на размерах комнаты и стен, но для получения более точных результатов вам нужно знать следующее;

• Размеры помещения, включая высоту потолка в метрах или футах
• Количество окон в комнате
• Размер окна
• Тип остекления (обычно одинарное или двойное)
• Кол-во стен снаружи дома
• Материал наружных стен
• Что вверху и внизу комнаты

Зачем вам нужен счетчик радиатора BTU перед покупкой радиатора?

Каждый в какой-то момент своей жизни сталкивался с пребыванием в комнатах, которые всегда кажутся слишком холодными, несмотря на то, что радиаторное отопление всегда включено.Скорее всего, если только не всегда были открытые двери, это было связано с тем, что радиаторы были установлены не по размеру комнаты. А именно, тепловой мощности радиатора было недостаточно для обогрева помещения. Возможно, вы также сталкивались с изнуряющей жарой в комнатах, когда было включено отопление. Это опять же ошибка расчета отопления, а именно радиаторы могут отдавать слишком много тепла для такого размера комнаты. Чтобы наши клиенты не получали радиаторы неподходящего размера для своих отопительных нужд, мы рекомендуем им использовать наш калькулятор BTU, чтобы получить свой идеальный радиатор.

Получите идеальный радиатор с помощью нашего калькулятора радиаторов BTU

Используйте калькулятор БТЕ на RadiatorsOnline.com, чтобы найти требования к выходу БТЕ для каждой комнаты, в которой вы добавляете или заменяете радиаторы. Помните, что число, которое возвращает калькулятор, является общим количеством БТЕ, необходимым для обогрева комнаты, поэтому вы можете использовать столько радиаторов, как вы хотели бы достичь этого числа.

Если вас что-то беспокоит, мы всегда рекомендуем превышать число BTU. Некоторые дома или строения естественно холоднее других, и вы лучше всего в этом разбираетесь.Превышение вашего общего числа БТЕ не причинит вреда, за исключением того, что вы можете сделать его слишком горячим, если не используете термостат, или ваши счета могут быть излишне высокими, опять же, если вы не используете термостат. Однако недостаток тепла может привести к тому, что отопление будет работать на полную мощность, но при этом не будет достигнуто ощущение уютного тепла, к которому вы стремитесь.

Мы всегда рекомендуем работать с водопроводчиком, чтобы узнать мнение эксперта на месте, но наш подробный калькулятор БТЕ отлично работает и гарантирует, что вы получите точное представление о том, сколько БТЕ и ватт вам нужно для эффективного и рационального обогрева комнаты.

Как использовать наш калькулятор отопления BTU

• Первый шаг — вам нужно измерить размеры вашей комнаты в метрах или футах и ​​записать их. Это ширина комнаты в метрах или футах, высота стен комнаты в метрах или футах и ​​длина комнаты в метрах футах. Длина обычно больше ширины.
• После того, как вы сделаете эти измерения, второй шаг — заполнить все поля ниже и нажать «рассчитать». Наш умный калькулятор радиаторов сделает за вас тяжелую работу и отобразит радиаторы, которые подходят для ваших нужд.

Оттуда вы можете использовать фильтр слева, чтобы сузить поиск до идеального размера, цвета и стиля радиатора для обогрева ваших комнат.

Калькулятор радиатора

Этот калькулятор радиаторов (также известный как калькулятор теплопотерь) предоставит руководство по выходной мощности, необходимой как в БТЕ, так и в ваттах для определенного помещения.

Калькулятор требует, чтобы размеры вводились в метрах, поэтому при необходимости мы включили удобный конвертер имперской системы в метрическую — просто введите свои размеры в футах и ​​дюймах (или просто дюймах) и нажмите кнопку РАСЧЕТ.

Калькулятор основного радиатора прост в использовании — просто заполните форму, включая размеры комнаты, площадь окна (умножьте высоту на ширину оконной рамы) и выберите детали пола, потолка и стен, которые лучше всего подходят для вашего дома. Результаты приведены внизу страницы и для вашего удобства включают в себя британские тепловые единицы (BTU) и ватты.

футов и дюймов »Конвертер метров

БТЕ / Вт Калькулятор

Посмотрите весь наш ассортимент радиаторов, выбрав тип ниже.

Радиатор какого размера мне нужен?

Калькулятор рассчитывает требования к теплопроизводительности, и теперь мы добавили динамические ссылки, которые появятся после того, как вы укажете размер комнаты и т. Д. Эти ссылки приведут вас к выбору радиаторов на основе результатов вашей теплопроизводительности, что позволит вам купить сразу если хочешь! Есть стандартные радиаторы, дизайнерские радиаторы, колонные радиаторы в традиционном стиле, а также направляющие для лестниц с подогревом как в классическом, так и в современном дизайне.

Обратите внимание, что в этом калькуляторе для радиаторов используются стандартные формулы, однако результаты являются ориентировочными, и мы не даем никаких гарантий относительно точности индивидуальных результатов. Вы можете обнаружить, что некоторые онлайн-калькуляторы для радиаторов дают разные результаты — мы советуем руководствоваться интуитивным чутьем и руководствоваться здравым смыслом. Более высокий результат означает, что вы будете искать радиатор большего размера, который будет стоить дороже …

Мы надеемся, что предоставленная информация окажется интересной и поможет вам сделать осознанный выбор радиатора.Мы будем приветствовать любые ваши комментарии — отправляйте письма по адресу или звоните по телефону 01752 705522.

Калькулятор котангенса — вычисляет cot (x) в градусах или радианах.

Используйте этот калькулятор котангенса, чтобы легко вычислить котангенс угла в градусах или радианах.

Функция котангенса (cot (x) или cotan (x))

Котангенс — это тригонометрическая функция, определяемая как отношение длины стороны, примыкающей к углу, к длине противоположной стороны в прямоугольном треугольнике.Он называется «котангенсом» по отношению к его обратной функции — касательной функции — которая может быть представлена ​​как отрезок прямой, касающийся окружности.

На рисунке выше cotα = b / a и cotβ = a / b. Котангенс угла α также равен отношению его косинуса к синусу, поэтому cotα = cosα / sinα. Следуя определению, функция дает неопределенное значение при определенных углах, например 0 °, 180 °, 360 ° и т. Д.

Связанные тригонометрические функции

Значение, обратное котангенсу , является тангенсом: tan (x), который представляет собой отношение длины противоположной стороны к длине стороны, примыкающей к углу.

Значение, обратное котангенсу — это функция арккотангенса: arccot ​​(x). Это полезно для определения угла x, когда известна кроватка (x).

Как рассчитать котангенс угла?

Если вам известен угол, то для получения такого угла требуется простой расчет отношения между двумя сторонами. Наш калькулятор котангенса принимает значения в градусах или радианах, поэтому, когда у вас есть измерение угла, просто введите его и нажмите «вычислить».

В качестве альтернативы, если угол неизвестен, но известны длины двух сторон прямоугольного треугольника, вычисление котангенса сводится к делению смежной стороны на противоположную. Например, если на рисунке выше b = 6 и a = 12, то cot (α) = 6/12 = 0,5.

Применение функции котангенса

Функция котангенса используется в правиле треугольника ASA (угол-сторона-угол). Кроме этого, с тех пор, как калькуляторы стали обычным явлением, у него не так много практических применений, поэтому вы редко встретите его.

Вверху: выходные данные калькулятора детской кроватки для увеличения значений углов в градусах.

Таблица общих значений котангенса:

Калькулятор Arctan — вычисляет arctan (x) числа

Используйте этот калькулятор arctan, чтобы легко вычислить arctan заданного числа. Онлайн-инструмент вычисления арктангенса для вычисления функции тангенса дуги в градусах или радианах. Поддерживает ввод десятичных чисел (0,5, 6, -1 и т. Д.) И дробей (1/3, 3/4, 1/6, -4/3 и т. Д.).

Функция Arctan

Арктан (а.k.a. arcus tangens ) является одной из обратных тригонометрических функций (антитригонометрических функций) и является обратной функцией касательной. Иногда его записывают как tan ^-1 (x), но этого обозначения следует избегать, так как оно может вызвать путаницу с обозначением экспоненты. Арктангенс используется для получения угла из тангенциального тригонометрического отношения, которое представляет собой отношение между стороной, противоположной углу, и соседней стороной треугольника.

Функция охватывает все действительные числа (-∞ — + ∞), как и результаты нашего калькулятора.Диапазон значений угла обычно составляет от -90 ° до 90 °. Существует ряд правил арктангенса, например, tan (arctan (x)) = x или arctanα + arctanβ = arctan ((α + β) / (1-αβ)), а также синус арктангенса: sin (arctan (x)) = x / √ (1 + x ² ), что может помочь вам в расчетах тригонометрии.

Как рассчитать арктангенс числа?

Самый простой способ вычислить это значение — использовать наш калькулятор арктангенса выше, который выдаст результаты как в градусах, так и в радианах.Другие способы требуют предоставления дополнительной информации, такой как значения других тригонометрических функций для того же угла или для других углов в треугольнике (см. Пример ниже).

Вот таблица общих значений арктана:

π — это, конечно, математическая константа, примерно равная 3. 14159.

Пример использования arctan

Учитывая приведенный ниже рисунок прямоугольного треугольника с известными длинами сторон a = 18 и b = 10 и прямым углом в точке C, как мы можем найти угол β в точке B, используя функцию обратной тангенса?

Зная, что касательная к β равна противоположной стороне, деленной на соседнюю, получаем tan (β) = b / a = 10/18 = 0,555. Затем просто используйте обратную функцию, чтобы получить β = arctan (0,555) = 29,03 ° (или 0,507 в радианах).

Вычисление арктангенса дроби

Часто значение тангенса задается или вычисляется как простая дробь, например 3/4. Хотя для преобразования дроби в десятичную дробь можно использовать преобразователь дроби в десятичную дробь, наш калькулятор арктангенса фактически поддерживает прямой ввод различных дробей, таких как 1/2, 1/3, 1/6, 3/4, 4/3, -2. / 3 и даже 0,3 / 0,5. Чтобы вычислить arctan (3/4), arctan (4/3) или другую дробь x / y, просто введите ее в поле ввода и нажмите «вычислить».

Для удобства, вот таблица общих значений арктангенса дробных тангенсов:

Используя приведенный выше инструмент, вы можете вычислить его для любой простой дроби.

Калькулятор Arccot ​​- вычисляет arccot ​​(x) числа

Используйте этот калькулятор arccot, чтобы легко вычислить аркотангенс заданного числа.Поддерживает ввод десятичных чисел (например, 0,5, -0,5) или дробей (например, 1/2, -1/2).

Функция Аркко

Арккот — одна из обратных тригонометрических функций (антитригонометрических функций) и обратная функция котангенса. Иногда его обозначают как cot ^-1 (x), но этого обозначения следует избегать, поскольку его можно спутать с обозначением экспоненты. Арккот используется для получения угла из тригонометрического отношения котангенса, которое представляет собой отношение между стороной, прилегающей к углу, и стороной, противоположной ему.

Функция охватывает все действительные числа (-∞ — + ∞), как и результаты нашего калькулятора arccot. Диапазон значений угла обычно составляет от 0 ° до 180 °. Существует ряд правил arccot, например, tan (arccot ​​(x)) = 1 / x, или sin (arccot ​​(x)) = 1 / √ (1 + x ² ), или cos (arccot ​​( x)) = x / √ (1 + x ² ), который может помочь вам в исчислении тригонометрии.

Как вычислить арккот числа?

Самый простой способ вычислить его — использовать наш калькулятор дуги, описанный выше, который выведет результаты как в градусах, так и в радианах. Другие способы включают другую заданную информацию, такую ​​как значения других тригонометрических функций для того же угла или других углов в том же треугольнике.

Вот таблица общих значений arccot:

π — это, конечно, математическая константа, примерно равная 3. 14159.

Пример: найти угол с помощью arccot ​​

Предположим, необходимо знать угол, под которым две прямые встречаются в точке A, но у нас есть только линейка с прямым углом на ней, с которой можно работать. Мы можем оценить, что угол в точке C правильный (90 градусов), и измерить длины стороны a = 12 и стороны b = 4. Как найти угол α в точке A, не принимая дополнительных мер?

Сначала вычислите котангенс α, разделив противоположное значение на гипотенузу.Таким образом можно вычислить cot (α) = b / a = 4/12 = 0,333. Затем используйте обратную функцию котангенса arccot ​​с этим результатом, чтобы вычислить угол α = arccot ​​(0,333) = 71,58 ° (1,25 радиана).

Как рассчитывают калькуляторы? | Живая наука

Когда мы с вами считаем два плюс два, мы представляем себе числовую линию, начинаем с двух и перепрыгиваем через пару точек, чтобы получить четыре (или, по крайней мере, мы так делали, пока не запомнили ответ). Просто — настолько просто, что «сложение два и два» — это аналогия вывода чего-то очевидного.

А что, если вы не можете представить числовую линию? Что, если вы — маленькая серая коробочка с пуговицами, полная электронов? Как же тогда вычислить, что два плюс два равно четырем?

Сам процесс не так прост, но как только вы поймете, как эта основная арифметическая операция работает в калькуляторе, вы сможете «сложить два и два», чтобы понять, как он выполняет гораздо более сложные вычисления.

Во-первых, ввод: когда вы нажимаете клавишу «2», кнопка сжимает резиновую прокладку под ней, которая, в свою очередь, подталкивает электрический провод к контакту с другим, создавая между ними цепь.При питании от батареи электричество течет по цепи к транзисторам.

Транзисторы — это микроскопические электрические переключатели, которые имеют два положения: включено и выключено. Положение включения представлено числом 1, а положение выключения — числом 0. (Это известные единицы и нули, которые образуют двоичный язык компьютеров и калькуляторов.) Все числа могут быть представлены сериями единиц и нулей. Номер 2 — тот, который вы ввели для этого расчета — посылает электроны в два транзистора, включая один из них, а другой — выключение.Таким образом, конфигурация транзистора для «2» равна «10».

Далее вы нажимаете кнопку «+». Резина под ним разбивает два провода, соприкасаясь, вызывая электрический ток таким образом, что первый вход («2») сохраняется, функция сложения сигнализируется, и калькулятор готов к новому входу. Вы нажимаете «2». Как и в первый раз, электрические токи переводят вашу цифру «2» в двоичный код, включая один транзистор, а другой — выключенный.

Наконец, вы нажимаете кнопку «=».Теперь у калькулятора есть добро на выполнение ранее введенной команды «+». Два из его транзисторов (в конфигурации 10) соответствуют первой нажатой цифре «2», а другая пара транзисторов, также в позиции 10, соответствует второй цифре 2. Теперь калькулятор должен сложить эти входы вместе.

Калькуляторы (и компьютеры) объединяют входные данные с помощью электронных компонентов, называемых логическими вентилями. Как следует из названия, логический вентиль действует как барьер в электронной схеме; он принимает два электрических тока, сравнивает их и посылает новый ток на основе того, что он находит.Есть несколько типов логических вентилей: И, ИЛИ, НЕ и XOR (исключающее ИЛИ). Вместе логические элементы позволяют схемам складывать, вычитать, умножать и делить числа, отправленные им транзисторами.

Возьмем логический элемент И: если оба сигнала, приходящие на элемент, равны 1, то И отправляет 1. Но если он получает 1 и 0, или два нуля, он отправляет 0.

ИЛИ отправляет out a 1, если один или оба его входа равны 1, тогда как XOR выводит 1, только если его входы равны 1 и 0. Элемент NOT переключает входящий сигнал: если его вход равен 1, его выход равен 0, и наоборот. .

Логические вентили используются для объединения информации, хранящейся в двух парах транзисторов — 10 и 10 (представляющих 2 и 2). Даже простая операция сложения этих чисел требует сложного массива логических вентилей, но вот суть процесса:

Единицы отправляются в логический элемент И. На выходе будет 1. Единицы также отправляются на логический элемент XOR. Поскольку оба входа равны 1, вентиль XOR выдает 0. Исходные нули (от 10 до 10) также отправляются логическим элементам AND и XOR, которые оба производят на выходе 0.В процессе, аналогичном «переносу разряда десятков» в обычном сложении, выход логического элемента «И» 0 объединяется с выходом логического элемента «ИЛИ», равного единице: 0 и 0 передаются через логический элемент «ИЛИ», в результате чего получается 0 . (Перенести нечего.)

Конечные выходные сигналы — 1, 0 и 0. В двоичном коде 100 представляет 4.

Дополнительные логические элементы «выясняют», нужно ли затемнять различные секции, используемые для формирования формы чисел — обычно состоящие из семи полосок, расположенных в виде цифровой восьмерки — на экране калькулятора.Например, чтобы сделать цифру 4, не нужно затемнять верхнюю планку. Разумеется, когда 100 (представляющее 4) отправляется через массив логических вентилей, связанных с этой верхней панелью, конечным результатом будет 0 — команда «не затемнять полосу».

Вся эта схема происходит в мгновение ока, и на дисплее мгновенно появляется цифра 4. Для выполнения более сложных вычислений, таких как умножение или деление огромных чисел, калькулятор выполняет длинную серию простых сложений и вычитаний, все из которых происходят так же, как в приведенном выше описании 2 + 2.На такие вычисления уходит больше времени, но все же не более чем мгновение ока.

Эта статья была предоставлена ​​Life’s Little Mysteries, сайтом-партнером LiveScience. Следите за сообщениями Натали Вулчовер в Twitter @nattyover.