Чому існує лише чотири пасивні елементи?

Я читав, що існує чотири типи пасивних елементів: опори, конденсатори, індуктори та мемрістори.

Мемрістор було передбачено 30 років до того , як був проведений. Але чому ви не могли придумати інший тип пасивного елемента? Чи є докази?

Визначення, яке я використовую в пасивних елементах, - це щось без посилення, без контролю та лінійності.

components passive-components

— jinawee
джерело

Ось ця спіфічна графіка, яку ви, можливо, бачили. en.wikipedia.org/wiki/… На жаль, я просто бачу, що дивлюся на це і думаю про пам’ятників, а не відчуваю, що на запитання відповіли.

— Філ Мороз

@PhilFrost Очевидно, що я не єдиний, хто любить цю графіку!

— Стівен Коллінгс

Я думаю, що важливо пам’ятати, що кожен провід демонструє опір, ємність та індуктивність. Це ідеальні елементи схеми, але в реальному житті вони є характеристиками майже кожного елемента схеми. Мемристор не підходить до цієї форми. Не можна говорити про «пам’ятність» дроту. На мій погляд, мемрістор не належить до тієї ж сукупності, як опір, ємність та індуктивність.

— Джо Хасс

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, якщо пасивний елемент повинен бути лінійним , мемрістор не є пасивним елементом. З статті Вікі "Мемфістор": У своїй статті 1971 року Чуа екстраполював концептуальну симетрію між нелінійним резистором (напруга проти струму), нелінійним конденсатором (напруга проти заряду) та нелінійним індуктором (магнітний потік проти струму). Потім він зробив висновок про можливість мемрістора як іншого фундаментального нелінійного елемента ланцюга, що поєднує зв'язок магнітного потоку і заряд.

— Альфред Кентаврі

Відповіді:

Для електроніки існує чотири фізичні величини: напруга, потік, заряд і струм. Якщо у вас є чотири речі і ви хочете вибрати дві, замовлення не має значення , є 4C2 = 6 способів зробити це. Дві фізичні величини визначаються з точки зору двох інших. (Струм - це зміна заряду з часом. Напруга - це зміна потоку в часі.) Це залишає чотири можливі взаємозв'язки: опір, індуктивність, ємність і запам'ятовування. введіть тут опис зображення

Якщо ви хочете інший фундаментальний компонент, вам потрібна інша фізична величина, що стосується цих чотирьох. І хоча існує багато фізичних величин, які можна виміряти, жодна здається не настільки міцною, як ці. Я припускаю, що це тому, що електрика та магнетизм - це два аспекти однієї сили . Далі я б припустив, що оскільки електромагнетизм зараз є частиною електрослабкої сили, можна було б встановити деякі зв’язки між слабкою ядерною взаємодією та нашими чотирма елементами напруги, струму, заряду та потоку.

Я не маю першої думки, як це було б фізично проявлене, особливо зважаючи на відносну слабкість слабкої ядерної сили при будь-якому короткому від ядерних відстаней. Можливо, за наявності сильних магнітних чи електричних полів, що впливають на швидкість радіоактивного розпаду? Або в осаді чи запобіганні ядерного синтезу? Я б ще припустив (я перебуваю в рулоні), що необхідні силові поля будуть феноменальними, тому вони не практичні для щоденної інженерії.

Але це багато припущень. Я просто інженер і не кваліфікований для спекуляцій на таких речах.

— Стівен Коллінгз
джерело

Я думаю, це більше схоже на те, що "хтось вирішив, що для електроніки є чотири фізичні величини". І справді, можливо, їх лише два, оскільки заряд є інтегралом струму, а флюс - інтегралом напруги. Температура досить важлива. Так само енергія, або її похідна, енергія. А може, я хочу інтегрувати флюс, щоб отримати нову річ, і визначити компонент про це.

— Філ Мороз

Я думаю, можливо, доказ полягає в вимозі (заданій у питанні), що ці пасивні компоненти є лінійними , і це означає, що вони мають деяку лінійну залежність між струмом і напругою, тому інші фізичні величини, що цікавлять, не можуть бути визначеними за визначенням . Але я просто здогадуюсь.

— Філ Мороз

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 У статті Вікіпедії є дещо пояснень для мемристора, який пояснює, чому все було написано як диференціальні рівняння . Я не можу сказати, що я слідую за цим (я не дуже добре розмовляю з математикою), але я зрозумів це як "тому, що це полегшує сперечатися за мемористів".

— Філ Мороз

Особисто я вирішив би визначити M навпаки, тому dq = MdΦ, тоді ви могли б порівняти з dq = Cdv і обгрунтовано назвати їх флюсовими конденсаторами

— Pete Kirkham

Але чому ви не могли придумати інший тип пасивного елемента? Чи є докази?

Ну, є доказ, але це круговий. Якщо взяти "чотири основні електронні змінні", існує лише шість способів їх лінійного поєднання. Чотири із способів є компонентами, а два інших - це визначення. Відповідь Стівена це добре пояснює. Існує лише чотири пасивні компоненти, тому що той, хто висловив цю заяву, допустив лише чотири змінних.

Я можу "придумати" більше "відсутніх компонентів", ввівши більше змінних. Струм - похідна заряду стосовно часу:

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

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

Я буду визначати новий термін: химерність. Це похідна струму щодо часу:

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

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

Розум подув? Покладіть його назад. Ми робимо це постійно у фізиці. Ці послідовності є аналогічними:

положення, швидкість, прискорення
заряд, струм, напруженість

Ми можемо диференціювати змінні стільки разів, скільки хочемо, і дати ім’я результатів, якщо хочемо. Фізика навіть має назву похідної прискорення: ривок .

Тепер ми можемо дотримуватися вразливості цієї графіки з відповіді Стівена. Він іде нижче і зліва від течії.

Тепер ми можемо запитати, що є компонентом, який з'єднує перенапруження з напругою? Це був би компонент, який підкоряється:

d v = P d s

$\mathrm dv = P \mathrm ds$

$P$

У чому корисність цього компонента? У мене немає поняття, але я припускаю, що він існує. Через кілька десятиліть, коли це буде винайдено, я скажу «Я тобі це сказав» і буду знаменитим.

— Філ Мороз
джерело

Я думаю, ти просто філістимлянин.

— варення

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 Це означає, що якщо ти зробиш пасивного Філятора, ти справді будеш дуже відомим.

— Бух

@Buhb, пасивний Філатор був би як одружений холостяк.

— Альфред Кентаври

@AlfredCentauri Якщо ви так говорите. Я ніколи не був дуже хорошим в математиці :) Мені було цікаво, що, якщо я інтегрую заряд і інтегрую флюс, то уявіть, що там є якийсь пасивний компонент. Можливо, "форгістор"? Або це теж якесь поєднання речей у нас вже є?

— Філ Мороз

jinawee,

Я думаю, що існує велика кількість "пасивних" компонентів, які ще мають бути відкриті та винайдені. "Пасивний" - дещо оманливий і неоднозначний термін, який ми використовуємо в електроніці. В електроніці у нас є багато вільної термінології, яка кидає новачкам криву кулю. Ви думаєте, що для точної науки ми використовуємо більш точну мову. Не так.

Як показали інші плакати, великі три пасиви - це резистори, конденсатори та індуктори. Я не знаю про цю штуковину. За свій 50-річний досвід роботи з електронікою я ніколи не тримав жодного в руці і не придумав дизайну схем, над якими працював.

Тим не менш, я думаю, що якщо ви могли б придумати пристрій, який міг би перетворювати частоту на пропорційну напругу постійного струму, як термопара перетворює температуру на напругу, ви могли б приєднатись до уподобань Майкла Фарадея в EE Heaven.

Так само, якби ви могли придумати пристрій, який перетворює потік електронів безпосередньо у звук без використання магніту та котушки, ви також можете стати на щось велике.

Або для цього питання еластичний матеріал, який безпосередньо перетворює струм на рушійну силу - невловиму штучну м’язову тканину. Це назавжди змінить світ порнографії так само, як це зробила вібраційна котушка Майкла Фарадея.

Минуло досить багато часу, коли світ EE отримав новий пасивний компонент. Повідомте нас про ваш прогрес.

— FiddyOhm
джерело

convert frequency to a proportional DC voltage- Ви маєте на увазі, як фільтр низьких частот, який зазвичай використовується для перетворення вихідної напруги в напругу для дешевого, ЦАП?

— Майкл

a device which converts electron flow directly to sound without the use of a magnet and coil- а як щодо пристрою, який вигинає світло без використання матеріальної лінзи?

— Майкл

an elastic material that directly converts current to motive force- або голо-діод?

— Майкл

@Michael "як щодо пристрою, який вигинає світло без використання матеріальної лінзи?" Подивіться на небо в ясний день, і ви побачите одного, що сяє яскравим.

— JAB

@JAB Я б більше хвилювався, що буде, якщо планета впаде на пристрій.

— AJMansfield