Tại sao chỉ có bốn yếu tố thụ động?

Tôi đã đọc rằng có bốn loại yếu tố thụ động: điện trở, tụ điện, cuộn cảm và bộ nhớ.

Các memristor đã được dự đoán 30 năm trước khi nó được sản xuất. Nhưng tại sao bạn không thể phát minh ra loại yếu tố thụ động khác? Có bằng chứng không?

Định nghĩa tôi đang sử dụng các yếu tố thụ động là một cái gì đó không có lợi, không có kiểm soát và tuyến tính.

components passive-components

— jinawee
nguồn

Có hình ảnh đồ sộ này, mà bạn có thể đã nhìn thấy. vi.wikipedia.org/wiki/ Do Thật không may, tôi chỉ thấy mình nhìn chằm chằm vào nó và suy nghĩ về những người ghi nhớ, thay vì cảm thấy như câu hỏi đã được trả lời.

— Phil Frost

@PhilFrost Rõ ràng tôi không phải là người duy nhất thích đồ họa đó!

— Stephen Collings

Tôi nghĩ điều quan trọng là phải nhớ rằng mọi dây đều hiển thị điện trở, điện dung và độ tự cảm. Đây là những phần tử mạch lý tưởng nhưng trong thực tế, chúng là đặc điểm của hầu hết mọi phần tử mạch. Các memristor không phù hợp với khuôn đó. Bạn không thể nói về "sự ghi nhớ" của một sợi dây. Trong tâm trí của tôi, memristor không thuộc cùng một bộ như điện trở, điện dung và điện cảm.

— Joe Hass

Tôi đang sử dụng các yếu tố thụ động là một cái gì đó không có lợi, không có kiểm soát và tuyến tính. Sau đó, memristor không phải là một phần tử thụ động vì nó là phi tuyến tính (ngoại trừ trường hợp tầm thường trong đó nó chỉ là một điện trở). Theo Wiki, đối với người ghi nhớ chúng ta có: trong đó q được hiểu là tích phân thời gian của . Nếu không đổi, và, do đó, chúng ta có một điện trở. Mặt khác, không phải là hàm tuyến tính của . Ví dụ: nếu thì

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})

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

— Alfred Centauri

@jinawee, nếu một yếu tố thụ động phải là tuyến tính , memristor không phải là một yếu tố thụ động. Từ bài viết Wiki "Memristor": Trong bài báo năm 1971, Chua đã ngoại suy một đối xứng khái niệm giữa điện trở phi tuyến (điện áp so với dòng điện), tụ điện phi tuyến (điện áp so với điện tích) và cuộn cảm phi tuyến (liên kết từ thông so với dòng điện). Sau đó, ông đã suy luận khả năng của một memristor là một phần tử mạch phi tuyến cơ bản khác liên kết từ thông và từ thông.

— Alfred Centauri

Câu trả lời:

Có bốn đại lượng vật lý quan tâm cho điện tử: điện áp, từ thông, điện tích và dòng điện. Nếu bạn có bốn điều và muốn chọn hai, không quan trọng , có 4 cách = 6 cách để làm điều đó. Hai trong số các đại lượng vật lý được định nghĩa theo hai đại lượng còn lại. (Hiện tại là thay đổi điện tích theo thời gian. Điện áp là thay đổi từ thông theo thời gian.) Điều đó để lại bốn mối quan hệ có thể có: điện trở, điện cảm, điện dung và ghi nhớ. nhập mô tả hình ảnh ở đây

Nếu bạn muốn một thành phần cơ bản khác, bạn cần một đại lượng vật lý khác liên quan đến bốn thành phần này. Và trong khi có nhiều đại lượng vật lý người ta có thể đo lường, dường như không có đại lượng nào được kết hợp chặt chẽ như thế này. Tôi cho rằng điều này là do điện và từ là hai khía cạnh của cùng một lực . Tôi cũng cho rằng vì điện từ bây giờ được hiểu là một phần của lực điện yếu , nên người ta có thể tạo ra một số mối quan hệ giữa tương tác hạt nhân yếu và bốn yếu tố điện áp, dòng điện, điện tích và từ thông.

Tôi không biết manh mối đầu tiên về việc nó sẽ được biểu hiện như thế nào, đặc biệt là với sự yếu kém tương đối của lực hạt nhân yếu ở bất kỳ khoảng cách nào trong khoảng cách nội hạt nhân. Có lẽ trong sự hiện diện của từ trường hoặc điện mạnh ảnh hưởng đến tốc độ phân rã phóng xạ? Hoặc trong việc kết tủa hoặc ngăn chặn phản ứng tổng hợp hạt nhân? Tôi còn giả sử thêm (tôi đang triển khai) rằng cường độ trường cần có sẽ là hiện tượng, đó là lý do tại sao chúng không thực tế cho kỹ thuật hàng ngày.

Nhưng đó là rất nhiều giả định. Tôi chỉ là một kỹ sư, và không đủ điều kiện để suy đoán về những điều như vậy.

— Stephen Collings
nguồn

Tôi nghĩ nó giống như "ai đó đã quyết định có bốn số tiền lãi thực tế cho thiết bị điện tử". Và thực sự có lẽ chỉ có hai, vì điện tích là tích phân của dòng điện, và thông lượng tích phân của điện áp. Nhiệt độ là khá quan trọng. Sức mạnh, hoặc dẫn xuất của nó, năng lượng. Hoặc có lẽ tôi muốn tích hợp thông lượng để có được một điều mới và định nghĩa một thành phần về điều đó.

— Phil Frost

Tôi nghĩ có lẽ bằng chứng nằm trong yêu cầu (đặt trong câu hỏi) rằng các thành phần thụ động này là tuyến tính và điều đó có nghĩa là chúng có mối quan hệ tuyến tính giữa dòng điện và điện áp, do đó, theo định nghĩa, không thể có các đại lượng vật lý khác . Nhưng tôi chỉ đoán thôi.

— Phil Frost

Điện trở không được định nghĩa là , nhưng, thay vào đó là hằng số tỷ lệ của điện áp và dòng điện, vì vậy, tốt nhất , đồ họa này là sai lệch. Ví dụ, một nguồn điện áp lý tưởng nối tiếp với điện trở lý tưởng thỏa mãn nhưng sự kết hợp như vậy không phải là một yếu tố mạch thụ động cơ bản .

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}

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

— Alfred Centauri

@AlfredCentauri Có một chút giải thích trong bài viết Wikipedia cho memristor giải thích tại sao mọi thứ được viết dưới dạng phương trình vi phân . Tôi không thể nói rằng tôi làm theo nó (tôi không nói toán tốt lắm), nhưng tôi hiểu nó là "bởi vì nó dễ dàng hơn để tranh luận cho các nhà ghi nhớ."

— Phil Frost

Cá nhân tôi đã chọn định nghĩa M theo cách khác, vì vậy dq = MdΦ, sau đó bạn có thể so sánh với dq = Cdv và gọi chúng là tụ điện thông lượng

— Pete Kirkham

Nhưng tại sao bạn không thể phát minh ra loại yếu tố thụ động khác? Có bằng chứng không?

Vâng, có một bằng chứng, nhưng đó là thông tư. Nếu bạn lấy "bốn biến điện tử cơ bản", chỉ có sáu cách để kết hợp chúng một cách tuyến tính. Bốn trong số các cách là các thành phần, và hai cách còn lại là các định nghĩa. Câu trả lời của Stephen giải thích điều này tốt. Chỉ có bốn thành phần thụ động bởi vì bất kỳ ai đưa ra yêu cầu đó chỉ cho phép bốn biến.

Tôi có thể "phát minh" thêm "các thành phần còn thiếu" bằng cách giới thiệu nhiều biến hơn. Hiện tại là đạo hàm của phí đối với thời gian:

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

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

Tôi sẽ định nghĩa một thuật ngữ mới: sự đột biến. Đó là đạo hàm của hiện tại đối với thời gian:

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

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

Tâm thổi? Đặt nó trở lại với nhau. Chúng tôi làm điều này tất cả các thời gian trong vật lý. Các trình tự này là tương tự nhau:

vị trí, vận tốc, gia tốc
phí, hiện tại, tăng

Chúng ta có thể phân biệt các biến nhiều lần như chúng ta muốn và đưa ra tên kết quả, nếu chúng ta muốn. Vật lý thậm chí còn có một tên cho đạo hàm của gia tốc: giật .

Bây giờ chúng ta có thể dính sự đột biến trong đồ họa đó từ câu trả lời của Stephen. Nó đi bên dưới và bên trái của hiện tại.

Bây giờ chúng ta có thể hỏi, thành phần nào kết nối sự đột biến với điện áp? Nó sẽ là một thành phần tuân theo:

d v = P d s

$\mathrm dv = P \mathrm ds$

Tôi sẽ gọi Philistance . Thành phần này được gọi là Philator . $P$

Tiện ích của thành phần này là gì? Tôi không có manh mối, nhưng tôi dự đoán nó tồn tại. Trong một vài thập kỷ, khi nó được phát minh, tôi sẽ nói "Tôi đã nói với bạn như vậy" và nổi tiếng.

— Phil Frost
nguồn

Tôi nghĩ bạn chỉ là một người phàm tục.

— hobbs

Nếu và thì , tức là Philator chỉ là một cuộn cảm nối tiếp với nguồn điện áp không đổi.

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

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

— Alfred Centauri

@AlfredCentauri Điều đó có nghĩa là nếu bạn tạo ra một Philator thụ động , bạn thực sự sẽ rất nổi tiếng.

— Buhb

@Buhb, một Philator thụ động sẽ giống như một cử nhân đã kết hôn .

— Alfred Centauri

@AlfredCentauri Nếu bạn nói như vậy. Tôi chưa bao giờ giỏi môn toán :) Tôi đã tự hỏi, nếu tôi tích hợp điện tích và tích hợp từ thông, thì hãy tưởng tượng có một thành phần thụ động nào đó ở đó. Có lẽ là một "Người tha thứ"? Hay đó cũng là sự kết hợp của những thứ chúng ta đã có?

— Phil Frost

jinawee,

Tôi nghĩ rằng có một số lượng lớn các thành phần "thụ động" chưa được phát hiện và phát minh. "Thụ động" là một thuật ngữ hơi lừa đảo và mơ hồ mà chúng ta sử dụng trong điện tử. Trong điện tử, chúng ta có rất nhiều thuật ngữ lỏng lẻo ném cho người mới bắt đầu một quả bóng cong. Bạn sẽ nghĩ rằng đối với một khoa học chính xác, chúng ta sẽ sử dụng ngôn ngữ chính xác hơn. Không phải vậy.

Như các áp phích khác đã chỉ ra ba thụ động lớn là điện trở, tụ điện và cuộn cảm. Tôi không biết về gizmo memristor này. Trong hơn 50 năm kinh nghiệm về điện tử của tôi, tôi chưa bao giờ cầm trên tay hoặc có một thiết kế mạch mà tôi đã làm việc.

Tuy nhiên, tôi nghĩ rằng nếu bạn có thể đưa ra một thiết bị có thể chuyển đổi tần số thành điện áp DC tỷ lệ, như cặp nhiệt điện chuyển đổi nhiệt độ thành điện áp, bạn có thể tham gia như Michael Faraday trong EE Heaven.

Tương tự như vậy, nếu bạn có thể phát minh ra một thiết bị chuyển đổi dòng điện tử trực tiếp thành âm thanh mà không cần sử dụng nam châm và cuộn dây, bạn cũng có thể đang ở một thứ gì đó lớn.

Hoặc cho vấn đề đó một vật liệu đàn hồi trực tiếp chuyển đổi dòng điện thành động lực - mô cơ nhân tạo khó nắm bắt. Điều đó sẽ mãi mãi thay đổi thế giới phim khiêu dâm nhiều như cuộn dây rung động của Michael Faraday đã làm.

Đã khá lâu kể từ khi thế giới EE có một thành phần thụ động mới. Giữ cho chúng tôi được đăng trên tiến trình của bạn.

— FiddyOhm
nguồn

convert frequency to a proportional DC voltage- ý bạn là giống như bộ lọc thông thấp thường được sử dụng để chuyển đổi đầu ra PWN thành điện áp cho một bộ xử lý giá rẻ, DAC?

— Michael

a device which converts electron flow directly to sound without the use of a magnet and coil- hoặc những gì về một thiết bị bẻ cong ánh sáng mà không sử dụng ống kính vật liệu?

— Michael

an elastic material that directly converts current to motive force- hay một holo-diode?

— Michael

@Michael "còn một thiết bị bẻ cong ánh sáng mà không sử dụng ống kính vật liệu thì sao?" Nhìn lên bầu trời vào một ngày trời quang và bạn sẽ thấy một người tỏa sáng.

— JAB

@JAB Tôi sẽ lo lắng hơn về những gì sẽ xảy ra nếu hành tinh rơi trên thiết bị.

— AJMansfield