Neden sadece dört pasif unsur var?

Dört çeşit pasif element olduğunu okudum: dirençler, kapasitörler, indüktörler ve memristorlar.

Memristor zaman ortaya konmuştur önce 30 yıl tahmin edildi. Fakat neden diğer pasif elementleri icat edemediniz? Bir kanıt var mı?

Pasif öğeleri kullandığım tanım, kazançsız, kontrolsüz ve doğrusal olmayan bir şeydir.

components passive-components

— jinawee
kaynak

Görmüş olabileceğiniz bu görkemli grafik var. en.wikipedia.org/wiki/… Maalesef kendimi soruya bakmaktansa kendime bakıyor ve kendimi memurcuları düşünerek buluyorum.

— Phil Frost

@PhilFrost Açıkça o grafiği seven sadece ben değilim!

— Stephen Collings,

Her telin direnç, kapasitans ve endüktans gösterdiğini unutmamak önemlidir. Bunlar İdeal devre elemanları ama gerçek hayatta oldukları özellikler hemen hemen her devre elemanının. Memristor bu kalıba uymuyor. Bir kablonun "hatırası" hakkında konuşamazsınız. Aklımda, memristor direnç, kapasitans ve endüktans ile aynı kümeye ait değildir.

— Joe Hass,

v = M (q) i

$v = M(q)i$

i

$i$

M (q)

$M(q)$

v \propto i

$v \propto i$

v

$v$

i

$i$

M (q) = m q

$M(q) = mq$

\frac{d v}{d t} = m (i^{2} + q \frac{d i}{d t})

$\frac{dv}{dt} = m(i^2 + q\frac{di}{dt})$

@jinawee, eğer bir pasif elemanın doğrusal olması gerekiyorsa , memristor pasif bir eleman değildir. Wiki makalesinde "Memristor": Chua, 1971 tarihli makalesinde, doğrusal olmayan direnç (voltaj - akım), doğrusal olmayan kapasitör (voltaj ve şarj) ile doğrusal olmayan indüktör (manyetik akı bağlantı - akım) arasında kavramsal bir simetri ortaya koymuştur. Daha sonra manyetik akı bağını ve yükünü bağlayan bir diğer temel doğrusal olmayan devre elemanı olarak bir memristor olasılığını ortaya çıkardı.

— Alfred Centauri

Yanıtlar:

Elektroniğin dört fiziksel büyüklüğü var: voltaj, akı, şarj ve akım. Dört şey varsa ve iki tane seçmek istiyorsanız , önemli değil , bunun için 4C2 = 6 yolu vardır. Fiziksel büyüklüklerin ikisi , diğer ikisi cinsinden tanımlanır . (Akım zamanla yüklenen değişimdir. Gerilim zaman içinde akıdaki değişimdir.) Bu dört olası ilişkiyi bırakır: direnç, endüktans, kapasitans ve hapsetme. görüntü tanımını buraya girin

Başka bir temel bileşen istiyorsanız, bu dört maddeyle ilgili olarak başka bir fiziksel miktara ihtiyacınız var. İnsanın ölçebileceği pek çok fiziksel nicelik varken, hiçbiri bunlarla bu kadar sıkı bağlı görünmüyor. Bunun elektrik ve manyetizma aynı kuvvete ait iki unsur olduğu için olduğunu sanıyorum . Ayrıca elektromanyetizmanın elektrokimyasal kuvvetin bir parçası olduğu anlaşıldığından , zayıf nükleer etkileşim ile dört voltaj, akım, şarj ve akı elementi arasında bazı ilişkiler olabileceği varsayılabilir.

Bunun fiziksel olarak nasıl tezahür edeceğine dair ilk ipucum yok, özellikle zayıf nükleer kuvvetin intranükleer mesafeler dışındaki herhangi bir şeydeki nispi zayıflığı göz önüne alındığında. Belki de radyoaktif bozulma oranlarını etkileyen güçlü manyetik veya elektrik alanların varlığında? Veya nükleer füzyonun çöktürülmesinde veya önlenmesinde mi? Gerekli olan alan kuvvetlerinin olağanüstü olabileceğini ve bu nedenle günlük mühendislik için pratik olmadıklarını ileri sürmeyi (daha da iyiyim) düşünüyorum.

Ama bu çok fazla varsayım. Ben sadece bir mühendisim ve böyle şeyler hakkında spekülasyon yapmak için vasıfsızım.

— Stephen Collings
kaynak

Sanırım daha çok "biri elektronik için dört fiziksel nicelikle ilgilenen olduğuna karar verdi" gibi. Ve gerçekten belki sadece iki tane var, çünkü şarj akımın integralidir ve voltajın integralini akıtabilir. Sıcaklık oldukça önemlidir. Yani güç ya da onun türevi, enerjidir. Belki de yeni bir şey elde etmek için akıyı bütünleştirmek ve bununla ilgili bir bileşen tanımlamak istiyorum.

— Phil Frost

Bence belki kanıt, bu pasif bileşenlerin doğrusal olma zorunluluğuna (soruda belirtildiği gibi) yatar ve bu da akım ve gerilim arasında bazı doğrusal ilişkilere sahip oldukları anlamına gelir; . Ama ben sadece tahmin ediyorum.

— Phil Frost

R = \frac{d v}{d i}

$R = \frac{dv}{di}$

R = \frac{v}{i}

$R = \dfrac{v}{i}$

R

$R$

R = \frac{d v}{d i}

$R = \frac{dv}{di}$

@AlfredCentauri Wikipedia'da memristor için yazılan, her şeyin neden diferansiyel denklemler olarak yazıldığını açıklayan bir açıklama var . Onu takip ettiğimi söyleyemem (çok iyi matematik konuşamıyorum), ancak şunu anladım: "çünkü memurlar için tartışmayı kolaylaştırır."

— Phil Frost

Şahsen ben M'yi tam tersi olarak tanımlamayı seçmiştim, bu yüzden dq = MdΦ, sonra dq = Cdv ile karşılaştırabilir ve haklı olarak onlara akı kapasitörleri diyebilirsin

— Pete Kirkham

Fakat neden diğer pasif unsurları icat edemediniz? Bir kanıt var mı?

Bir kanıtı var, ama dairesel. "Dört temel elektronik değişken" alırsanız, bunları doğrusal olarak birleştirmenin altı yolu vardır. Yollardan dördü bileşen, diğer ikisi tanımdır. Stephen'ın cevabı bunu iyi açıklıyor. Sadece dört pasif bileşen var çünkü bu iddiada bulunan kişi yalnızca dört değişkene izin veriyordu.

Daha fazla değişken ekleyerek "daha" eksik bileşenleri "icat edebilirim. Akım, zamana göre ücretin türevidir:

i = \frac{d q}{d t}

$i = \frac{\mathrm dq}{\mathrm dt}$

Yeni bir terim tanımlayacağım: ameliyat. Zamana göre akımın türevi:

s = \frac{d i}{d t}

$s = \frac{\mathrm di}{\mathrm dt}$

Zihin karmaşası? Tekrar bir araya getirin. Bunu her zaman fizikte yapıyoruz. Bu diziler benzerdir:

pozisyon, hız, ivme
şarj, mevcut, ameliyat

Değişkenleri istediğimiz kadar ayırt edebilir ve eğer istersen sonuç isimlerini verebiliriz. Fiziğin, ivmenin türevi için bir adı bile vardır: jerk .

Artık Stephen'in cevabından o grafikte ameliyatı kaldırabiliriz. Aşağıya ve akımın soluna gider.

Şimdi sorabiliriz, ameliyatı voltajla birleştiren bileşen nedir? Bu itaat eden bir bileşen olacaktır:

d v = P d s

$\mathrm dv = P \mathrm ds$

$P$

Bu bileşenin faydası nedir? Bir ipucum yok ama var olduğunu tahmin ediyorum. Birkaç on yıl sonra, icat edildiğinde, "Sana söyledim" diyeceğim ve ünlü olacağım.

— Phil Frost
kaynak

Bence sen sadece bir Filistisin.

— Hobbs

s = \frac{d i}{d t}

$s = \frac{di}{dt}$

d v = P d s

$dv = P ds$

v = P \frac{d i}{d t} + V

$v = P\frac{di}{dt} + V$

@AlfredCentauri Bu, pasif bir Philator yaparsanız, gerçekten çok ünlü olacağınız anlamına gelir .

— Buhb

@Buhb, pasif bir Philator evli bir bekar gibi olur .

— Alfred Centauri

@AlfredCentauri Söylerseniz. Matematikte hiç çok iyi olmamıştım :) Merak ediyorum, eğer yükü birleştirip akıyı birleştirirsem, orada bazı pasif bir bileşen olduğunu hayal ediyorum. Belki bir "Bağışlayıcı"? Yoksa bu zaten sahip olduğumuz şeylerin bir kombinasyonu mu?

— Phil Frost

jinawee,

Hem keşfedilen hem de icat edilen çok sayıda "pasif" bileşen olduğunu düşünüyorum. "Pasif" elektronikte kullandığımız bir şekilde aldatıcı ve belirsiz bir terimdir. Elektronikte yeni başlayanlar için eğri bir top atan çok fazla terminoloji var. Kesin bir bilim için daha kesin bir dil kullanacağımızı düşünürdünüz. Öyle değil.

Diğer afişlerin belirttiği gibi, büyük üç pasif direnç, kapasitör ve indüktördür. Bu memristor gizmo hakkında bilmiyorum. 50 yıldan fazla bir süredir edindiğim elektronik deneyimlerimde hiçbir zaman elimde tutmadım ya da üzerinde çalıştığım bir devre tasarımına rastlamadım.

Yine de, frekansı orantılı bir DC voltajına dönüştürebilecek bir cihazla karşılaşırsanız, bir termokupl, sıcaklığı gerilime dönüştüren gibi, EE Heaven'da Michael Faraday'ın beğenilerine katılabileceğinizi düşünüyorum.

Aynı şekilde, elektron akışını bir mıknatıs ve bobin kullanmadan doğrudan sese dönüştüren bir cihaz icat edebiliyorsanız, aynı zamanda büyük bir şeyin üzerine de olabilirsiniz.

Veya bu konuda, akımı doğrudan zorlu güce dönüştüren elastik bir malzeme - zor yapay kas dokusu. Bu, sonsuza dek Michael Faraday’ın titreyen bobinin yaptığı kadar pornografi dünyasını sonsuza dek değiştirecekti.

EE dünyasının yeni bir pasif bileşene sahip olmasından bu yana epey zaman geçti. İlerlemen konusunda bizi haberdar et.

— FiddyOhm
kaynak

convert frequency to a proportional DC voltagebir PWN çıkışını ucuz, DAC için bir voltaja dönüştürmek için yaygın olarak kullanılan düşük geçişli bir filtre gibi mi?

— Michael

a device which converts electron flow directly to sound without the use of a magnet and coil- ya maddi lens kullanmadan ışığı büken bir cihaza ne dersiniz?

— Michael

an elastic material that directly converts current to motive force- ya da bir holo-diyot?

— Michael

@Michael "Malzeme merceği kullanmadan ışığı büken bir cihaza ne dersin?" Açık bir günde gökyüzüne bakın ve bir tane parlayan göreceksiniz.

— JAB

@JAB Gezegen cihaza düştüğünde ne olacağı konusunda daha çok endişeliyim.

— AJMansfield