เหตุใดจึงมีเพียงสี่องค์ประกอบเรื่อย ๆ ?

ฉันได้อ่านแล้วว่ามีองค์ประกอบแบบพาสซีฟสี่ประเภท: ความต้านทานตัวเก็บประจุตัวเหนี่ยวนำและตัวต้านทาน

memristorเป็นที่คาดการณ์ 30 ปีก่อนที่จะถูกผลิต แต่ทำไมคุณไม่ประดิษฐ์องค์ประกอบแฝงชนิดอื่นไม่ได้? มีหลักฐานหรือไม่?

คำจำกัดความที่ฉันใช้ขององค์ประกอบแบบพาสซีฟเป็นสิ่งที่ไม่มีประโยชน์ไม่มีการควบคุมและเป็นเส้นตรง

components passive-components

มีกราฟิกที่สวยงามซึ่งคุณอาจเคยเห็น en.wikipedia.org/wiki/…น่าเสียดายที่ฉันพบว่าตัวเองจ้องมองและนึกถึง memristors มากกว่าที่จะรู้สึกว่าคำถามตอบถูกแล้ว

— Phil

@PhilFrost เห็นได้ชัดว่าฉันไม่ใช่คนเดียวที่ชอบกราฟิกนั้น!

— Stephen Collings

ฉันคิดว่ามันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าทุกสายแสดงความต้านทานความจุและการเหนี่ยวนำ เหล่านี้เป็นองค์ประกอบวงจรที่เหมาะแต่ในชีวิตจริงพวกเขาเป็นลักษณะขององค์ประกอบวงจรค่อนข้างมาก memristor ไม่พอดีกับรา คุณไม่สามารถพูดถึง "ความทรงจำ" ของเส้นลวด ในใจของฉัน memristor ไม่ได้อยู่ในชุดเดียวกันกับความต้านทานความจุและการเหนี่ยวนำ

— Joe Hass

ฉันกำลังใช้องค์ประกอบแบบพาสซีฟเป็นสิ่งที่ไม่มีประโยชน์ไม่มีการควบคุมและเป็นเส้นตรง จากนั้น memristor ไม่ใช่องค์ประกอบแบบพาสซีฟเนื่องจากมันไม่ใช่แบบเชิงเส้น (ยกเว้นกรณีเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่มันเป็นเพียงตัวต้านทาน) ตามที่วิกิพีเดียสำหรับ memristor ที่เรามี: ที่คิวจะเข้าใจเวลาหนึ่งของฉันถ้าเป็นค่าคงที่และดังนั้นเรามีตัวต้านทาน มิฉะนั้นไม่ได้เป็นฟังก์ชั่นเชิงเส้นของฉันตัวอย่างเช่นถ้าดังนั้น

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})

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

— อัลเฟรด Centauri

@ Jinawee หากองค์ประกอบแฝงต้องเป็นเส้นตรง memristor ไม่ใช่องค์ประกอบแฝง จากบทความ Wikipedia "Memristor": ในปี 1971 กระดาษของเขา Chua ประเมินความสมมาตรของแนวคิดระหว่างตัวต้านทานแบบไม่เชิงเส้น (แรงดันไฟฟ้าเทียบกับกระแส), ตัวเก็บประจุไม่เป็นเชิงเส้น (แรงดันไฟฟ้ากับประจุ) จากนั้นเขาก็สรุปความเป็นไปได้ของ memristor ว่าเป็นองค์ประกอบวงจรไม่เชิงเส้นพื้นฐานอีกอันหนึ่งที่เชื่อมโยงการเชื่อมโยงฟลักซ์แม่เหล็ก

— Alfred Centauri

คำตอบ:

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่น่าสนใจมีอยู่สี่ประการด้วยกันคือแรงดันไฟฟ้าฟลักซ์ประจุและกระแสไฟฟ้า หากคุณมีสี่สิ่งและต้องการเลือกสองอย่างไม่ใช่เรื่องสำคัญมี 4C2 = 6 วิธีในการทำเช่นนั้น ปริมาณทางกายภาพสองรายการถูกกำหนดในรูปของอีกสองปริมาณ (ปัจจุบันมีการเปลี่ยนแปลงของประจุเมื่อเวลาผ่านไปแรงดันไฟฟ้าคือการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์เมื่อเวลาผ่านไป) ซึ่งจะทิ้งความสัมพันธ์ที่เป็นไปได้สี่ประการ: ความต้านทานการเหนี่ยวนำความจุและความทรงจำ ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

หากคุณต้องการองค์ประกอบพื้นฐานอื่นคุณต้องมีปริมาณทางกายภาพอื่นเพื่อเชื่อมโยงกับองค์ประกอบทั้งสี่นี้ และในขณะที่มีปริมาณทางกายภาพมากมายที่เราอาจวัดได้ไม่มีใครเหมือนกันอย่างแน่นหนาเช่นนี้ ฉันคิดว่านี้เป็นเพราะไฟฟ้าและแม่เหล็กสองด้านของเดียวกันแรง ฉันยังต้องการสมมติว่าตั้งแต่แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นที่เข้าใจกันในขณะนี้เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของelectroweakแรงหนึ่งอาจจะสามารถวางตัวความสัมพันธ์บางอย่างระหว่างการปฏิสัมพันธ์นิวเคลียร์อ่อนแอและสี่องค์ประกอบของเราแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันค่าใช้จ่ายและฟลักซ์

ฉันยังไม่ได้เบาะแสแรกว่าจะปรากฏทางร่างกายอย่างไรโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อได้รับความอ่อนแอสัมพัทธ์ของพลังนิวเคลียร์ที่อ่อนแอในทุกสิ่งที่อยู่ไม่ไกลจากอินทราเน็ตนิวเคลียร์ บางทีในที่ที่มีสนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้าแรง ๆ ซึ่งมีผลต่ออัตราการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี? หรือในการเร่งรัดหรือป้องกันการหลอมนิวเคลียร์? ฉันยังคิดต่อไปว่า (ฉันกำลังอยู่บนม้วน) ว่าจุดแข็งของสนามที่ต้องการจะเป็นปรากฎการณ์ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาจึงไม่สามารถนำไปใช้กับวิศวกรรมในชีวิตประจำวันได้

แต่นั่นเป็นเรื่องสมมติมากมาย ฉันเป็นวิศวกรเพียงและไม่มีเงื่อนไขที่จะคาดเดาในสิ่งต่าง ๆ

— สตีเฟ่น Collings
แหล่งที่มา

ฉันคิดว่ามันเหมือน "ใครบางคนตัดสินใจว่ามีความสนใจในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนสี่อย่าง" และอาจมีเพียงสองตัวเท่านั้นเนื่องจากประจุเป็นอินทิกรัลของกระแสและฟลักซ์อินทิกรัลของแรงดัน อุณหภูมิค่อนข้างสำคัญ ดังนั้นพลังงานหรืออนุพันธ์ของพลังงาน หรือบางทีฉันต้องการผสมผสานฟลักซ์เพื่อรับสิ่งใหม่และกำหนดองค์ประกอบเกี่ยวกับสิ่งนั้น

— Phil

ฉันคิดว่าหลักฐานอาจอยู่ในความต้องการ (ตั้งคำถาม) ว่าส่วนประกอบแฝงเหล่านี้เป็นแบบเส้นตรงและนั่นหมายความว่าพวกเขามีความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างกระแสและแรงดันไฟฟ้าดังนั้นจึงไม่มีความสนใจทางกายภาพอื่น ๆ ตามคำจำกัดความ . แต่ฉันแค่คาดเดา

— Phil

ความต้านทานไม่ได้ถูกกำหนดเป็นแต่แทนที่จะเป็นสัดส่วนของแรงดันไฟฟ้าและกระแสคงที่ดังนั้นที่ดีที่สุดกราฟิกนี้ทำให้เข้าใจผิด ตัวอย่างเช่นแหล่งจ่ายแรงดันที่เหมาะในชุดที่มีอุดมคติต้านทานตอบสนองแต่ดังกล่าวรวมกันไม่ได้เป็นพื้นฐานองค์ประกอบวงจรเรื่อย ๆ

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}

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

— อัลเฟรดเซ็นทอรี

@AlfredCentauri มีบิตของคำอธิบายในบทความวิกิพีเดีย memristor ที่อธิบายเป็นเหตุผลที่ทุกอย่างถูกเขียนเป็นสมการเชิงอนุพันธ์ ฉันไม่สามารถพูดได้ว่าฉันทำตาม (ฉันพูดคณิตศาสตร์ไม่เก่ง) แต่ฉันเข้าใจว่าเป็น "เพราะมันทำให้การโต้เถียงกับ memristors ง่ายขึ้น"

— Phil

โดยส่วนตัวแล้วฉันจะเลือกที่จะนิยาม M ในทางตรงกันข้ามดังนั้น dq = MdΦจากนั้นคุณสามารถเปรียบเทียบกับ dq = Cdv และเรียกมันว่าฟลักซ์ - ตัวเก็บประจุอย่างสมเหตุสมผล

— Pete Kirkham

แต่ทำไมคุณไม่ประดิษฐ์องค์ประกอบแฝงชนิดอื่นไม่ได้? มีหลักฐานหรือไม่?

มันมีหลักฐาน แต่มันเป็นวงกลม หากคุณใช้ "ตัวแปรอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานสี่ตัว" มีเพียงหกวิธีในการรวมเป็นเส้นตรง สี่วิธีคือส่วนประกอบและอีกสองวิธีเป็นคำจำกัดความ คำตอบของสตีเฟ่นอธิบายได้ดี มีองค์ประกอบแฝงเพียงสี่ตัวเท่านั้นเพราะใครก็ตามที่อ้างว่าอนุญาตให้ใช้ตัวแปรสี่ตัวเท่านั้น

ฉันสามารถ "คิดค้น" มากกว่า "องค์ประกอบที่ขาดหายไป" โดยการแนะนำตัวแปรเพิ่มเติม ปัจจุบันเป็นอนุพันธ์ของการคิดเทียบกับเวลา:

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

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

ฉันจะนิยามคำใหม่: ความพล่าน มันคืออนุพันธ์ของกระแสเทียบกับเวลา:

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

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

ใจปลิว? นำมันกลับมารวมกัน เราทำสิ่งนี้ตลอดเวลาในวิชาฟิสิกส์ ลำดับเหล่านี้คล้ายคลึงกัน:

ตำแหน่ง, ความเร็ว, ความเร่ง
ค่าใช้จ่ายในปัจจุบันพล่าน

เราสามารถแยกความแตกต่างของตัวแปรได้หลายครั้งตามที่เราต้องการและให้ชื่อผลลัพธ์ถ้าเราต้องการ ฟิสิกส์ยังมีชื่อที่มาของการเร่งความเร็วไปนี้: กระตุก

ตอนนี้เราสามารถแสดงความคิดเห็นอย่างล้นเหลือในกราฟิกนั้นจากคำตอบของสตีเฟน มันไปด้านล่างและด้านซ้ายของกระแส

ทีนี้เราสามารถถามได้ว่าอะไรคือองค์ประกอบที่เชื่อมต่อคลื่นไฟฟ้ากระชากกับแรงดันไฟฟ้า? มันจะเป็นองค์ประกอบที่เชื่อฟัง:

d v = P d s

$\mathrm dv = P \mathrm ds$

ฉันจะโทร Philistance องค์ประกอบที่เรียกว่าPhilator $P$

ยูทิลิตี้ของส่วนประกอบนี้คืออะไร? ฉันไม่ได้มีเงื่อนงำ แต่ฉันทำนายว่ามันมีอยู่ ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่มันถูกประดิษฐ์ขึ้นฉันจะพูดว่า "ฉันบอกคุณแล้ว" และมีชื่อเสียง

— Phil Frost
แหล่งที่มา

ฉันคิดว่าคุณเป็นแค่คนฟิลิสเตีย

— ฮอบส์

ถ้าและดังนั้นกล่าวคือPhilatorเป็นเพียงตัวเหนี่ยวนำในอนุกรมที่มีแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าคงที่

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

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

— อัลเฟรดเซ็นทอรี

@AlfredCentauri ซึ่งหมายความว่าหากคุณสร้างPhilator แบบพาสซีฟคุณจะมีชื่อเสียงมาก

— Buhb

@Buhb Philator ที่แฝงตัวจะเป็นเหมือนปริญญาตรีที่แต่งงานแล้ว

— อัลเฟรด Centauri

@AlfredCentauri ถ้าคุณพูดอย่างนั้น ฉันไม่เคยเก่งคณิตศาสตร์เลย :) ฉันสงสัยว่าถ้าฉันรวมประจุและฟลักซ์เข้าด้วยกันแล้วจินตนาการว่ามีส่วนประกอบแฝงอยู่ที่นั่น อาจจะเป็น "Forgistor"? หรือว่าเป็นสิ่งรวมกันของสิ่งที่เรามีอยู่แล้ว?

— Phil

jinawee,

ฉันคิดว่ามีส่วนประกอบ "แฝง" จำนวนมากที่ยังไม่ถูกค้นพบและคิดค้น "Passive" เป็นคำที่หลอกลวงและคลุมเครือที่เราใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เรามีคำศัพท์มากมายที่ทำให้ผู้เริ่มต้นใช้ลูกบอลโค้ง คุณจะคิดว่าสำหรับวิทยาศาสตร์ที่แน่นอนเราจะใช้ภาษาที่แน่นอนมากขึ้น ไม่เช่นนั้น

ดังที่ผู้โพสต์คนอื่น ๆ ระบุว่ามีสามข้อใหญ่คือตัวต้านทานตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ ฉันไม่รู้เกี่ยวกับ Gizmo memristor นี้ จากประสบการณ์ด้านอิเล็คทรอนิคส์มากกว่า 50 ปีของฉันฉันไม่เคยถือมาในมือเลยหรือมีวงจรหนึ่งที่ฉันเคยทำมาก่อน

อย่างไรก็ตามฉันคิดว่าถ้าคุณสามารถสร้างอุปกรณ์ที่สามารถแปลงความถี่เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงได้สัดส่วนเช่นเทอร์โมคัปเปิลแปลงอุณหภูมิเป็นแรงดันไฟฟ้าคุณอาจเข้าร่วมกับ Michael Faraday ใน EE Heaven

ในทำนองเดียวกันหากคุณสามารถประดิษฐ์อุปกรณ์ที่แปลงกระแสอิเล็กตรอนเป็นเสียงโดยตรงโดยไม่ต้องใช้แม่เหล็กและขดลวด

หรือสำหรับวัสดุที่ยืดหยุ่นซึ่งจะแปลงกระแสโดยตรงเป็นแรงจูงใจ - เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อประดิษฐ์ที่เข้าใจยาก นั่นจะเปลี่ยนโลกแห่งภาพอนาจารให้มากที่สุดเท่าที่ขดลวดสั่นสะเทือนของไมเคิลฟาราเดย์ทำ

เป็นเวลานานแล้วที่โลก EE มีความสุขกับส่วนประกอบแบบพาสซีฟใหม่ แจ้งให้เราทราบถึงความคืบหน้าของคุณ

— FiddyOhm
แหล่งที่มา

convert frequency to a proportional DC voltage- คุณหมายถึงเช่นตัวกรองความถี่ต่ำซึ่งมักใช้ในการแปลงเอาต์พุต PWN เป็นแรงดันไฟฟ้าสำหรับ DAC ราคาถูก

— Michael

a device which converts electron flow directly to sound without the use of a magnet and coil- หรืออุปกรณ์ที่โค้งงอแสงโดยไม่ใช้เลนส์วัสดุ

— Michael

an elastic material that directly converts current to motive force- หรือ holo-diode

— Michael

@Michael "สิ่งที่เกี่ยวกับอุปกรณ์ที่โค้งแสงโดยไม่ต้องใช้เลนส์วัสดุหรือไม่" มองขึ้นไปบนท้องฟ้าในวันที่อากาศแจ่มใสและคุณจะเห็นหนึ่งประกายที่เปล่งประกาย

— JAB

@ JAB ฉันจะกังวลมากขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่จะเกิดขึ้นหากโลกตกอยู่ในอุปกรณ์

— AJMansfield