Номер 6, страница 104 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

6. Что такое обратная связь?

Обратная связь — это фундаментальное понятие в кибернетике, теории управления и многих других науках, описывающее процесс, при котором результат работы (выход) какой-либо системы влияет на её же вход, изменяя её последующее поведение. Этот механизм создаёт замкнутый контур, позволяющий системе адаптироваться, регулировать свою деятельность и достигать определённых целей.

Суть обратной связи заключается в использовании информации о текущем состоянии или результате для коррекции управляющего воздействия. Это позволяет системе сравнивать фактический результат с желаемым (целевым) и минимизировать их расхождение.

Выделяют два основных типа обратной связи:

Отрицательная обратная связь (ООС)

Это тип обратной связи, при котором сигнал, возвращающийся на вход системы, противодействует первоначальному изменению. Если выходной параметр отклоняется от заданного значения (уставки), ООС генерирует управляющее воздействие, которое стремится вернуть этот параметр к норме. Основная функция отрицательной обратной связи — стабилизация системы, поддержание равновесия (гомеостаза) и повышение точности управления.

Примеры отрицательной обратной связи:

• Термостат в системе отопления: Если температура в помещении становится выше заданной, термостат отключает нагреватель. Если температура опускается ниже, он его включает. Таким образом, система стабилизирует температуру около заданного значения.
• Круиз-контроль в автомобиле: Система постоянно измеряет скорость автомобиля. Если скорость падает из-за подъема в гору, система увеличивает подачу топлива, чтобы вернуть скорость к заданной. Если скорость растет на спуске, подача топлива уменьшается.
• Биологический гомеостаз: Регуляция температуры тела человека. При перегреве включаются механизмы потоотделения для охлаждения, а при переохлаждении — мышечная дрожь для выработки тепла.

Положительная обратная связь (ПОС)

При этом типе обратной связи возвращаемый сигнал усиливает первоначальное изменение, выводя систему из состояния равновесия. ПОС приводит к лавинообразному, экспоненциальному росту процесса, что часто делает систему нестабильной. Однако в некоторых случаях такой "разгон" является полезной функцией.

Примеры положительной обратной связи:

• Акустическая обратная связь: Когда звук из динамика попадает в расположенный рядом микрофон, он усиливается и снова воспроизводится через динамик. Этот цикл повторяется, приводя к быстро нарастающему пронзительному свисту.
• Свертывание крови: При повреждении кровеносного сосуда активированные тромбоциты выделяют химические вещества, которые активируют ещё больше тромбоцитов. Этот процесс быстро усиливается, приводя к формированию тромба и остановке кровотечения.
• Родовые схватки: Сокращения матки вызывают давление на её шейку, что стимулирует выработку гормона окситоцина. Окситоцин, в свою очередь, усиливает сокращения матки, и процесс нарастает до момента рождения ребёнка.

Таким образом, обратная связь является ключевым принципом саморегуляции, позволяющим сложным системам — от электронных усилителей до живых организмов и экосистем — поддерживать стабильность или, наоборот, быстро переходить в новые состояния.

Ответ: Обратная связь — это процесс, при котором информация о результате действия системы (её "выходе") передаётся обратно на её "вход" для коррекции последующих действий. Она бывает двух видов: отрицательная, которая стабилизирует систему и противодействует изменениям (например, термостат поддерживает температуру), и положительная, которая усиливает изменения, приводя к "разгону" процесса (например, свист микрофона возле динамика). Это основной механизм саморегуляции в технике, биологии и других областях.