Une machine est un outil contenant une ou plusieurs pièces qui utilise l'énergie pour effectuer une action prévue. Les machines sont généralement alimentées par des moyens mécaniques, chimiques, thermiques ou électriques, et sont souvent motorisés. Historiquement, un outil électrique a également nécessité des pièces mobiles pour classer comme une machine. Cependant, l'avènement de l'électronique a conduit au développement d'outils électriques sans pièces mobiles qui sont considérées comme des machines. [1]

Une machine simple est un appareil qui transforme simplement la direction ou l'ampleur d'une force, mais un grand nombre de machines plus complexes existent. Les exemples incluent les véhicules, les systèmes électroniques, les machines moléculaires, les ordinateurs, la télévision et la radio.

Contenu

1 étymologie
2 Histoire
3 types
3.1 Mécanique
3.1.1 machines simples
3.1.2 Moteurs
3.2 électrique
3.2.1 Machine électrique
3.2.2 Machine électronique
3.2.3 Machines informatiques
3.3 machines moléculaires
4 éléments de la machine
4.1 Mécanismes
4.2 contrôleurs
5 Impact
5.1 Révolution industrielle
5.2 Mécanisation et automatisation
5.3 Automates
6 Voir aussi
7 références
8 lecture complémentaire

Étymologie

La machine de mots dérive du mot latin machina, [1] qui dérive à son tour du grec (doric μαχανά makhana, ionic μηχανή mekhane "Concentration, machine, moteur", [2] Une dérivation de μῆχος mekhos "signifie, expédient, remède, remède "[3]).

Une signification plus large de «tissu, structure» se trouve dans le latin classique, mais pas dans l'utilisation grecque.

Ce sens se trouve à la fin du français médiéval et est adopté des Français en anglais au milieu du XVIe siècle.

Au 17ème siècle, le mot pourrait également signifier un schéma ou un complot, un sens maintenant exprimé par la machination dérivée. Le sens moderne se développe à partir de l'application spécialisée du terme aux moteurs de scène utilisés dans le théâtre et sur les moteurs de siège militaire, à la fin du XVIe et au début du XVIIe siècle. L'OED retrace la signification formelle et moderne du Lexicon Technicum de John Harris (1704), qui a:

La machine, ou moteur, en mécanique, est de toute force suffisante pour augmenter ou arrêter le mouvement d'un corps ... Les machines simples sont généralement considérées comme étant au nombre de six, à savoir. Le ballon, le saut, la poulie, la roue, le coin et la vis ... les machines composées ou les moteurs sont innombrables.

Le mot moteur utilisé comme (quasi) synonyme à la fois par Harris et dans la langue ultérieure dérive finalement (via le vieux français) du latin ingénium "ingéniosité, une invention".
Histoire
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Hache à main de silex trouvé à Winchester

Peut-être que le premier exemple d'un appareil fait humain conçu pour gérer la puissance est la hache à la main, faite par le silex pour former un coin. Un coin est une machine simple qui transforme la force latérale et le mouvement de l'outil en une force de fractionnement transversale et un mouvement de la pièce.

L'idée d'une machine simple est originaire du philosophe grec Archimède autour du 3ème siècle avant JC, qui a étudié les machines simples de l'Archimean: levier, la poulie et la vis. [4] [5] Il a découvert le principe de l'avantage mécanique dans le levier. [6] Les philosophes grecs ultérieurs ont défini les cinq machines simples classiques (à l'exclusion du plan incliné) et ont pu calculer grossièrement leur avantage mécanique. [7] Heron d'Alexandrie (vers 10–75 après JC) dans sa mécanique de travail énumère cinq mécanismes qui peuvent "mettre une charge en mouvement"; levier, le guinderie, la poulie, le coin et la vis, [5] et décrit leur fabrication et leurs utilisations. [8] Cependant, la compréhension des Grecs était limitée à la statistique (l'équilibre des forces) et n'a pas inclus la dynamique (le compromis entre la force et la distance) ou le concept de travail.

Pendant la Renaissance, la dynamique des pouvoirs mécaniques, comme les machines simples ont été appelées, ont commencé à être étudiées du point de vue de la quantité de travail utile qu'ils pouvaient effectuer, menant finalement au nouveau concept de travail mécanique. En 1586, l'ingénieur flamand Simon Stevin a dérivé l'avantage mécanique du plan incliné, et il a été inclus avec les autres machines simples. La théorie dynamique complète des machines simples a été élaborée par le scientifique italien Galileo Galilei en 1600 dans Le Meccaniche ("On Mechanics"). [9] [10] Il a été le premier à comprendre que les machines simples ne créent pas d'énergie, elles la transforment simplement. [9]

Les règles classiques de la friction glissante dans les machines ont été découvertes par Leonardo da Vinci (1452-1519), mais sont restés inédits dans ses cahiers. Ils ont été redécouverts par Guillaume Amontons (1699) et ont été développés par Charles-Augustin de Coulomb (1785). [11]
Les types
Types de machines et de composants connexes Machine de classification (s)
Machines simples planes, roue et essieu, levier, poulie, coin, vis
Composants mécaniques essieu, roulements, ceintures, seau, fixation, engrenage, clé, chaînes de liaison, rack et pignon, chaînes à rouleaux, corde, joints, ressort, roue
Horloge d'horloge atomique, montre, horloge pendule, horloge de quartz
Compresseurs et pompes Vis d'Archimède, pompe à jet d'adducteur, RAM hydraulique, pompe, trrompte, pompe à vide
Moteurs de chaleur moteurs à combustion externe Moteur à vapeur, moteur Stirling
Moteurs à combustion interne moteur alternatif, turbine à gaz
Réfrigérateur d'absorption des pompes à chaleur, réfrigérateur thermoélectrique, refroidissement régénératif
Liens pantographe, cam, paincellier-lipkin
Turbine turbine à gaz, moteur à réaction, turbine à vapeur, turbine à eau, éolienne, moulin à vent
Aerofoil Sail, aile, gouvernail, volet, hélice
Tube à vide de dispositifs électroniques, transistor, diode, résistance, condensateur, inducteur, memristor, semi-conducteur, ordinateur
Actionneur de robots, servo, servomécanisme, moteur pas à pas, ordinateur
Distributeur automatique Divers, soufflerie, vérification des machines à peser, des machines à riveter
Mécanique
Articles principaux: machine (mécanique) et génie mécanique

Le mot mécanique fait référence au travail produit par des machines ou des machines. Il concerne principalement les outils de machines et les applications mécaniques de la science. Certains de ses synonymes sont automatiques et mécaniques.
Machines simples
Article principal: machine simple
Tableau des mécanismes simples, de Cyclopædia de Chambers, 1728. [12] Les machines simples fournissent un "vocabulaire" pour comprendre les machines plus complexes.

L'idée qu'une machine peut être décomposée en éléments mobiles simples a conduit Archimède pour définir le levier, la poulie et la vis en tant que machines simples. Au moment de la Renaissance, cette liste a augmenté pour inclure la roue et l'essieu, le coin et le plan incliné.
Moteurs
Article principal: moteur

Un moteur ou un moteur est une machine conçue pour convertir l'énergie en mouvement mécanique utile. [13] [14] Les moteurs thermiques, y compris les moteurs à combustion interne et les moteurs à combustion externe (tels que les moteurs à vapeur) brûlent un carburant pour créer de la chaleur, qui est ensuite utilisée pour créer un mouvement. Les moteurs électriques convertissent l'énergie électrique en mouvement mécanique, les moteurs pneumatiques utilisent de l'air comprimé et d'autres, tels que les jouets enroulés utilisent l'énergie élastique. Dans les systèmes biologiques, les moteurs moléculaires comme les myosines dans les muscles utilisent l'énergie chimique pour créer un mouvement.
Électrique

L'électrique signifie fonctionner ou produire de l'électricité, se rapportant ou concernant l'électricité. En d'autres termes, cela signifie utiliser, fournir, produire, transmettre ou exploiter par l'électricité.
Machine électrique
Article principal: Machine électrique

Une machine électrique est le nom générique d'un appareil qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique, convertit l'énergie électrique en énergie mécanique ou modifie le courant alternatif d'un niveau de tension à un niveau de tension différent.
Machine électronique
Article principal: électronique

L'électronique est la branche de la physique, de l'ingénierie et de la technologie traitant de circuits électriques qui impliquent des composants électriques actifs tels que des tubes à vide, des transistors, des diodes et des circuits intégrés, ainsi que des technologies d'interconnexion passive associées. Le comportement non linéaire des composants actifs et leur capacité à contrôler les flux d'électrons rendent possible l'amplification des signaux faibles et sont généralement appliqués aux informations et au traitement du signal. De même, la capacité des appareils électroniques à agir en tant que commutateurs rend possible le traitement de l'information numérique. Les technologies d'interconnexion telles que les cartes de circuits imprimées, la technologie d'emballage électronique et d'autres formes variées d'infrastructures de communication complètent la fonctionnalité du circuit et transforment les composants mixtes en un système de travail.
Machines informatiques

Les ordinateurs stockent et manipulent le flux d'électrons, les modèles dans ce stockage et le flux étant interprétés comme une manipulation d'informations. Voir la machine d'état et la machine Turing.

Charles Babbage a conçu diverses machines pour tabuler les logarithmes et autres fonctions en 1837. Son moteur de différence est la première calculatrice mécanique. Cette machine est considérée comme un précurseur de l'ordinateur moderne, bien qu'aucune ait été construite dans la vie de Babbage.
Machines moléculaires

L'étude des molécules et des protéines qui sont à la base des fonctions biologiques ont conduit au concept d'une machine moléculaire. Par exemple, les modèles actuels du fonctionnement de la molécule de kinésine qui transportent des vésicules à l'intérieur de la cellule ainsi que la molécule de myosine qui fonctionne contre l'actine pour provoquer une contraction musculaire; Ces molécules contrôlent le mouvement en réponse aux stimuli chimiques.

Des chercheurs en nano-technologie travaillent à construire des molécules qui effectuent un mouvement en réponse à un stimulus spécifique. Contrairement aux molécules telles que la kinésine et la myosine, ces nanomachines ou machines moléculaires sont des constructions comme les machines traditionnelles conçues pour effectuer dans une tâche.
Éléments de machine
Article principal: élément de la machine

Les machines sont assemblées à partir de types de composants standardisés. Ces éléments sont constitués de mécanismes qui contrôlent le mouvement de diverses manières telles que les trains de vitesse, les commutateurs de transistor, les lecteurs de ceinture ou de chaîne, les liaisons, les systèmes de came et de suiveurs, les freins et les embrayages et les composants structurels tels que les membres du cadre et les fixations.

Les machines modernes comprennent des capteurs, des actionneurs et des contrôleurs informatiques. La forme, la texture et la couleur des couvertures fournissent une interface de style et de fonctionnement entre les composants mécaniques d'une machine et de ses utilisateurs.
Mécanismes

Les assemblages dans une machine qui contrôlent le mouvement sont souvent appelés «mécanismes». [15] [16] Les mécanismes sont généralement classés comme des trains de vitesses et de vitesses, des mécanismes de came et de suiveurs, et des liaisons, bien qu'il existe d'autres mécanismes spéciaux tels que les liaisons de serrage, les mécanismes d'indexation et les dispositifs de friction tels que les freins et les embrayages.

Pour plus de détails sur les machines mécaniques, voir la machine (mécanique) et les systèmes mécaniques.
Contrôleurs

Les contrôleurs combinent les capteurs, la logique et les actionneurs pour maintenir les performances des composants d'une machine. Le plus connu est peut-être le gouverneur de Flyball pour une machine à vapeur. Des exemples de ces dispositifs vont d'un thermostat qui, à mesure que la température augmente, ouvre une vanne à l'eau de refroidissement aux contrôleurs de vitesse tels que le système de régulateur de vitesse dans une automobile. Le contrôleur logique programmable a remplacé les relais et les mécanismes de contrôle spécialisés avec un ordinateur programmable. Les servomoteurs qui positionnent avec précision un arbre en réponse à une commande électrique sont les actionneurs qui rendent les systèmes robotiques possibles.
Impact
Révolution industrielle
Article principal: Révolution industrielle

La révolution industrielle était une période de 1750 à 1850 où les changements dans l'agriculture, la fabrication, l'exploitation minière, le transport et la technologie ont eu un effet profond sur les conditions sociales, économiques et culturelles de l'époque. Il a commencé au Royaume-Uni, puis s'est propagé par la suite dans toute l'Europe occidentale, l'Amérique du Nord, le Japon et finalement dans le reste du monde.

À partir de la dernière partie du XVIIIe siècle, il a commencé une transition dans certaines parties de la main-d'œuvre précédemment manuelle et de l'économie basée sur le draft-animal vers la fabrication à base de machines. Il a commencé avec la mécanisation des industries textiles, le développement de techniques de fabrication de fer et l'utilisation accrue du charbon raffiné. [17]
Mécanisation et automatisation
Articles principaux: mécanisation et automatisation
Un palan de mine à eau utilisé pour élever du minerai. Ce bloc de bois est de De Re Metallica par Georg Bauer (nom latinisé Georgius Agricola, ca. 1555) Un manuel minier précoce qui contient de nombreux dessins et descriptions de l'équipement minier.

La mécanisation ou la mécanisation (BE) offre aux opérateurs humains des machines qui les assistent aux exigences musculaires du travail ou déplace le travail musclé. Dans certains champs, la mécanisation comprend l'utilisation d'outils à main. Dans l'utilisation moderne, comme en ingénierie ou en économie, la mécanisation implique des machines plus complexes que les outils à main et n'inclurait pas de dispositifs simples tels qu'un cheval ou un moulin à âne non vêtu. Les dispositifs qui provoquent des changements de vitesse ou des changements à ou de la réciprocité au mouvement rotatif, en utilisant des moyens tels que des engrenages, des poulies ou des gerbes et des ceintures, des arbres, des cames et des manivelles, sont généralement considérés comme des machines. Après électrification, lorsque la plupart des petites machines n'étaient plus alimentées à la main, la mécanisation était synonyme de machines motorisées. [18]

L'automatisation est l'utilisation de systèmes de contrôle et de technologies d'information pour réduire le besoin de travail humain dans la production de biens et de services. Dans la portée de l'industrialisation, l'automatisation est un pas au-delà de la mécanisation. Alors que la mécanisation fournit aux opérateurs humains des machines pour les aider avec les exigences musculaires du travail, l'automatisation diminue considérablement le besoin d'exigences sensorielles et mentales humaines. L'automatisation joue un rôle de plus en plus important dans l'économie mondiale et dans l'expérience quotidienne.
Le canard digestant de Jacques de Vaucanson, salué en 1739 comme le premier automate capable de digestion
Automates
Article principal: Automate

Un automate (pluriel: automates ou automates) est une machine auto-opératoire. Le mot est parfois utilisé pour décrire un robot, plus spécifiquement un robot autonome. Une orthographe alternative, maintenant obsolète, est l'automatisation.

https://en.wikipedia.org/wiki/Machine