Trả lời nhanh
Hệ thống kĩ thuật là tập hợp các bộ phận (phần tử) có quan hệ chặt chẽ, tác động qua lại với nhau để thực hiện một chức năng nhất định, thường là biến đổi đầu vào thành đầu ra. Cấu trúc cơ bản gồm ba khối: đầu vào, bộ phận xử lí (biến đổi) và đầu ra. Hệ thống phức tạp còn có thêm khối điều khiển và liên hệ phản hồi.
1. Khái niệm hệ thống kĩ thuật
Một chiếc xe đạp, máy giặt hay hệ thống tưới cây tự động đều không phải một chi tiết đơn lẻ. Mỗi thứ gồm nhiều bộ phận ghép lại, phối hợp với nhau để làm được một việc cụ thể.
Ta gọi đó là hệ thống kĩ thuật. Muốn gọi là hệ thống kĩ thuật, một đối tượng cần có đủ ba đặc điểm:
- Gồm nhiều bộ phận (phần tử) khác nhau.
- Các bộ phận liên kết, tác động qua lại với nhau, thiếu một bộ phận quan trọng thì hệ thống không hoạt động đúng.
- Cả hệ thống có chức năng chung rõ ràng, do con người tạo ra để phục vụ mục đích nhất định.
2. Cấu trúc của hệ thống kĩ thuật
Dù đơn giản hay phức tạp, hầu hết hệ thống kĩ thuật đều có thể mô tả bằng sơ đồ khối dưới đây.
| Khối | Vai trò |
|---|---|
| Đầu vào (input) | Là năng lượng, vật liệu, thông tin hoặc tín hiệu đưa vào hệ thống. |
| Bộ phận xử lí (biến đổi) | Tiếp nhận đầu vào, biến đổi, truyền động hoặc xử lí để tạo ra kết quả mong muốn. |
| Đầu ra (output) | Là sản phẩm, chuyển động, ánh sáng, nhiệt, thông tin… mà hệ thống tạo ra, thể hiện chức năng của hệ thống. |
| Điều khiển và phản hồi (có ở hệ thống phức tạp) | Đo đầu ra, so sánh với yêu cầu rồi điều chỉnh hoạt động của bộ phận xử lí cho đúng mục tiêu. |
Phần điều khiển và phản hồi là điểm khác nhau giữa hệ thống “chạy một chiều” (như quạt bàn) và hệ thống “tự điều chỉnh” (như nồi cơm điện, điều hoà).
3. Phân tích ví dụ
| Hệ thống | Đầu vào | Bộ phận xử lí | Đầu ra |
|---|---|---|---|
| Quạt điện | Điện năng | Động cơ điện, trục, cánh quạt | Chuyển động quay, luồng gió |
| Xe đạp | Lực đạp của người | Bàn đạp, xích, líp, bánh xe | Chuyển động tịnh tiến của xe |
| Tưới cây tự động | Nước, tín hiệu độ ẩm đất | Cảm biến, mạch điều khiển, van, bơm | Nước tưới đúng lúc, đúng lượng |
Với hệ thống tưới cây, cảm biến độ ẩm chính là đường phản hồi: đất đủ ẩm thì bộ điều khiển ngắt bơm, đất khô thì bật bơm.
4. Mẹo nhớ và lỗi hay gặp
- Mẹo nhớ: “Vào – Xử lí – Ra”, thêm “Điều khiển – Phản hồi” nếu hệ thống biết tự điều chỉnh.
- Nhầm chi tiết với hệ thống: một con ốc hay một sợi dây điện chỉ là phần tử, chưa thực hiện chức năng độc lập nên không gọi là hệ thống.
- Nhầm đầu ra với bộ phận xử lí: cánh quạt là bộ phận của hệ thống; gió do cánh quạt tạo ra mới là đầu ra.
- Quên đầu vào là thông tin: đầu vào không chỉ là năng lượng, có thể là tín hiệu (nhấn nút, cảm biến báo).
5. Cách trả lời khi gặp câu tự luận
- Nêu khái niệm: tập hợp các bộ phận liên kết, thực hiện chức năng xác định.
- Nêu cấu trúc: đầu vào, bộ phận xử lí, đầu ra (và điều khiển, phản hồi nếu có).
- Lấy một ví dụ ngắn, chỉ rõ từng khối. Ví dụ cho một thiết bị quen thuộc ở nhà sẽ ghi được điểm tối đa.
6. Bài luyện tập
Bài 1. Chỉ ra đầu vào, bộ phận xử lí, đầu ra của máy xay sinh tố.
Đáp án: Đầu vào: điện năng và thực phẩm cần xay, thao tác bật nút. Bộ phận xử lí: động cơ điện, trục, lưỡi dao. Đầu ra: thực phẩm đã xay nhuyễn.
Bài 2. Vì sao nồi cơm điện được coi là hệ thống có phản hồi?
Đáp án: Cảm biến nhiệt đo nhiệt độ đáy nồi (kết quả đầu ra). Khi cơm cạn nước, nhiệt độ tăng lên mức quy định, mạch điều khiển chuyển từ chế độ nấu sang giữ ấm. Thông tin từ đầu ra đã quay lại điều chỉnh hoạt động của hệ thống.
Bài 3. Chiếc bút bi có phải hệ thống kĩ thuật không?
Gợi ý: Bút bi gồm nhiều bộ phận (vỏ, ruột, bi, lò xo…) phối hợp để thực hiện chức năng viết, nên có thể xem là hệ thống kĩ thuật đơn giản. Đầu vào là lực tay, đầu ra là nét mực trên giấy.
Câu hỏi thường gặp
Hệ thống kĩ thuật là gì?
Là tập hợp các bộ phận liên kết, tác động qua lại với nhau để thực hiện một chức năng xác định, thường là biến đổi đầu vào thành đầu ra.
Cấu trúc cơ bản của hệ thống kĩ thuật gồm những khối nào?
Gồm đầu vào, bộ phận xử lí (biến đổi) và đầu ra. Hệ thống phức tạp có thêm khối điều khiển và liên hệ phản hồi.
Liên hệ phản hồi trong hệ thống kĩ thuật có tác dụng gì?
Đưa thông tin về kết quả đầu ra trở lại bộ phận điều khiển để so sánh với yêu cầu và điều chỉnh, giúp hệ thống hoạt động ổn định, chính xác.
Cho ví dụ về hệ thống kĩ thuật trong gia đình?
Quạt điện, máy giặt, nồi cơm điện, xe đạp… Ví dụ quạt điện: đầu vào là điện năng, bộ phận xử lí là động cơ và cánh quạt, đầu ra là luồng gió.