İki siyah kutu tüm frekanslarda aynı empedansı gösterir. Tek direnç hangisi?

İki siyah kutu tüm frekanslarda aynı empedansı gösterir. İlki, tek bir 1 Ohm direnç içerir. Her bir uç bir kabloya bağlanır, böylece iki kablo kutudan çıkar. İkinci kutu dışarıdan aynı görünüyor, ancak içeride 4 bileşen var. Bir 1 F kapasitör 1 Ohm dirençle paralel ve 1 H indüktör diğer 1 Ohm dirençle paraleldir. RC combo, şekilde gösterildiği gibi RL combo ile seri halindedir

Kutular siyah, kırılmaz, x-ışınlarına dayanıklı ve manyetik olarak korumalıdır.
Her bir kutunun empedansının tüm frekanslarda 1 Ohm olduğunu gösterin. Hangi ölçüm tek bir rezistörü hangi kutunun içerdiğini belirlemeye izin verir?

Bu, Luchador'un cevabına bir zeyilname .

İki kutudaki geçici güç tüketimi çok farklı. Aşağıdaki simülasyon bunu göstermektedir.

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Simülasyonu 40 saniye boyunca çalıştırın ve iki dirençteki toplam anlık gücü temsil eden "I (R1.nA) ^ 2 + I (R2.nA) ^ 2" ifadesini çizin.

Benim yorumumda dediğim gibi, A kutusu sadece nabız açıkken daha yavaş ısınmakla kalmayacak, nabız sona erdiğinde sıcaklıkta bir ani yükselme gösterecektir, çünkü dirençlerde dağıtılan toplam anlık güç iki katına çıkar. B kutusu böyle bir yükseliş göstermeyecek.

(NOT: Simülasyonu çalıştırmakta sorun yaşıyorsanız, bu Meta postayı görün .)

Gözlenebilir tek fark, gücün ısı olarak yayılmasını geciktirmektedir. Isı transferini gözlemlemenin herhangi bir kısıtlaması termodinamik yasalarına aykırıdır. Yani, bir şekilde bunu gözlemleyebilir ve bu kısıtlamalar listesine rağmen çözebilirsiniz.

Resister'ın termal gürültüsünü ölçün ve KTB'yi kolejden alacaksınız veya lanet olası yakınına gideceksiniz. Reaktif bileşenlerin bulunduğu kutu da ölçülebilir bir ses çıkarır. Matematik bunun için biraz uzun ama gürültü ölçümlerinde bir fark olacağını söylemek yeterli. Spektrum analizöründe rezonans frekansı çevresinde bazı düzlüklerin olmadığını göreceksiniz. Ağın Q değeri 1 olduğundan, etki oldukça geniş olacaktır. Eğer bunu gerçek bir deney olarak yapmak istiyorsanız ve sadece düşünce üzerine yapılmış bir deney yapmak istemiyorsanız, daha ideal hale getirmek için daha fiziksel olarak gerçekleştirilebilir ve daha kolay olacak bileşen değerlerini seçmeniz gerekecektir.

Kutu A'ya bir DC gerilimi uygulayabilirsiniz. Bu kondansatörü şarj edecektir. Artık kaynağı kaldırabilir ve kaydedilen voltajı ölçebilirsiniz. B kutusu için işe yaramaz.

Güncelleme: Bu özel bileşen seçimi için sistem gözlenemez. Bu nedenle bu yöntem işe yaramaz. Devreye bir voltaj uyguladığımızda, indüktörden bir akım ve kondansatör üzerinde bir yük elde ederiz. Gerilimi keser kesmez, indükleyicinin akımı paralel direnç boyunca akacak ve böylece kapasitördeki gerilimi iptal edecektir. İndüktörün akımı ve kapasitördeki voltaj aynı oranda azalır. Dışarıdan gözlenemezler.

$R_L$$L$$R_{(L)}$

$R_L$$R_{(L)}$

$R_L \Omega$$0\Omega$

$R_T$$R_C$

Bununla birlikte, Kutu B bir ohm direnç içerir, böylece kutuların kimlikleri kutulardan çıkıntı yapan tellerin uçtan uca dirençleri kutu B'den daha yüksek bir direnç göstererek ölçülerek doğrulanabilir.

Geçerli kutuyu bir metal kutu ile sıkıca kapatarak üçüncü bir terminal yapın (veya mevcut kutuyu zaten metalse kullanın). Ardından, her iki terminalin frekans tepkisini bu yeni terminale göre ölçün: Box B'nin yanıtları daha simetrik olmalıdır (Kutu A, kondansatör terminalini veya indüktör terminalini araştırmanıza bağlı olarak biraz farklılık göstermelidir).

Bu üç terminalli deney için ayırt edilemeyecek şekilde iki kutu tasarlayabileceğinizden şüpheliyim. Lütfen yapabiliyorsanız kutu detaylarını yazınız.

Bileşenlerin yeterince iyi eşleşmeye başladığını varsayalım, bu kondansatörler ve indüktörler üzerinde toleranslar verilen bir konudur.

İdeal bir indüktör varsayıyorsunuz. Gerçek dünyada, indüktör çekirdeği, yeterli akım / frekans uygulanmış olarak doygunluğa girer. Tabii bir hava çekirdekli indüktörünüz yoksa, fakat bu daima dışarıdan tespit edilebilecek çeşitli ilginç şekillerde yayılır.

Ayrıca kapasitörün polarize olmadığını ve kırılma voltajı olmadığını varsayıyorsunuz. Polarizasyonun kontrol edilmesi kolaydır - basit bir şekilde negatif bir gerilim koyun. Çok fazla akıma ihtiyacımız olacağı göz önüne alındığında, kırılma gerilimi daha zor olabilir. Buradaki bariz çözüm şu ki, akımdaki bir adım değişiminin (sert kapanma) indüktörden büyük bir voltaj yükselmesi sağlayacağı yönünde. Bir arabanın bujileri böyle çalıştırılır ve 12V aküden birkaç kV üretilir. Burada da aynısını yapmak kondansatörü arıza geriliminin ötesine itecektir.

Bir zaman-alan reflektörmetresini bağlayın ve kutuya bir darbe gönderin. Yansımalar çoklu elemanların varlığını göstermelidir.