두 개의 전류가 서로 간섭하지 않고 동시에 동일한 와이어에서 반대 방향으로 이동할 수있는 방법은 무엇입니까?

정보 이론 입문 : 기호, 신호 및 노이즈 ( John R. Pierce)는 다음과 같이 말합니다.

선형성은 자연의 놀라운 속성이지만 결코 드문 것은 아닙니다. 네트워크 이론과 관련하여 1 장에서 논의 된 저항, 커패시터 및 인덕터로 구성된 모든 회로는 선형이며 전신선과 케이블도 마찬가지입니다. 실제로, 전기 회로는 진공관, 트랜지스터 또는 다이오드를 포함하는 경우를 제외하고는 일반적으로 선형이며, 때로는 이러한 회로도 실질적으로 선형이다.

전신 와이어는 전기 신호가 서로 상호 작용하지 않고 독립적으로 작동하기 때문에 전신 와이어가 선형이기 때문에 두 개의 전신 신호가 서로 간섭하지 않고 동시에 동일한 와이어에서 반대 방향으로 이동할 수 있습니다. . 그러나 선형성은 전기 회로에서 매우 일반적인 현상이지만 결코 보편적 인 자연 현상은 아닙니다. 두 열차는 간섭없이 동일한 트랙에서 반대 방향으로 이동할 수 없습니다. 그러나 열차에 포함 된 모든 물리적 현상이 선형이라면 아마도 그것들은 가능했을 것입니다. 독자는 불행하게도 진실로 선형적인 존재의 인종에 대해 추측 할 수 있습니다.

물리적 관점에서 이것에 대해 생각할 때, 두 개의 전신 신호 (즉, 두 개의 전류)가 동일한 와이어 에서 동시에 반대 방향으로 이동할 수 있다는 의미에서 전신 와이어가 어떻게 선형인지 궁금합니다. 서로 방해하지 않고?

나는 선을 양방향 차선으로 생각했다. 이 비유에서 자동차는 어느 방향 으로든 주행 할 수 있지만 동시에 주행 할 수는 없습니다. 내가 알다시피, 고체에서 전자의 움직임은 전류를 생성하므로 전자는 자동차가됩니다. 저자가 선형성에 대해 설명하면 전자의 양방향 전류 흐름을 허용하는 전자는 어떻게 진행되고 있습니까?

Wikipedia 페이지에서 선형의 물리적 특성을 명확하게 하는 선형 회로 에 대한 내용을 찾지 못했습니다 .

사람들이 이것을 명확히하기 위해 시간을내어 주시면 대단히 감사하겠습니다.

추신 전기 공학에 대한 배경 지식이 없으므로 기본적으로 설명이 필요합니다.

편집 : 이전 스레드의 의견을 바탕으로, 전자를 양면 범퍼 자동차로 표현한 다음이 차량으로 채워진대로 거주하는 양방향 차선을 상상하면 내 비유가 더 정확하다는 것을 이해합니다. 한 방향으로의 움직임 (어느 방향 으로든 전류)은 파도와 같은 순차적 인 "푸싱 / 누드"모션으로 표현되며, 이는 각 차량의 "범프 / 누깅"에 의해 차량의 "정면"에있는 차량에 의해 (전면에서) 전류의 방향).

편집 2 : 오해의 핵심은 전류와 신호가 동일한 것으로 가정한다는 사실에서 비롯된 많은 답변을 봅니다. 그리고 이러한 답변은 정확, 나는 한 전류와 신호가 똑같은 것을 가정 저자 (또는 그가 명확하게 두 개의 구별하지)가 텍스트에서 똑같은 것을 의미 유지하기 때문에! 같은 장에서 발췌 한 다음 내용을 참조하십시오.

모르스가 알프레드 베일과 함께 일하는 동안, 오래된 코딩이 포기되었고, 1838 년에 우리가 모르스 코드로 고안 한 것을 알 수 있습니다.이 코드에서 알파벳 문자는 공백, 점 및 대시로 표시됩니다. 공간은 전류가없고 도트는 짧은 지속 시간의 전류이며 대시는 더 긴 지속 시간의 전류입니다.

$$\vdots$$

모르스가 지중선에서 겪는 어려움은 여전히 ​​중요한 문제였습니다. 일정한 전류를 똑같이 잘 전달하는 다른 회로가 반드시 전기 통신에 똑같이 적합하지는 않습니다. 지하 또는 해저 회로를 통해 점과 대시를 너무 빨리 보내면 수신단에서 함께 연결됩니다. 그림 II-1에서 알 수 있듯이, 갑자기 켜지고 꺼지는 짧은 전류 버스트를 보내면 회로의 끝에서 더 길고 매끄럽게 상승하는 전류가 흐릅니다. 이러한 더 긴 전류 흐름은 예를 들어 전류가없는 것으로 전송 된 다른 심볼의 전류와 겹칠 수있다. 따라서, 그림 II-2에 도시 된 바와 같이, 명확하고 뚜렷한 신호가 전송 될 때, 해석하기 어려운 모호한 방황하는 전류의 상승 및 하강으로 수신 될 수있다.

물론 점, 공백 및 대시를 충분히 길게 만들면 파 엔드의 전류가 송신단의 전류를 더 잘 따르지만 전송 속도는 느려집니다. 주어진 전송 회로와 관련하여 점과 공간에 대한 전송 속도가 제한되어 있음이 분명합니다. 해저 케이블의 경우이 속도는 전신 기사에게 문제가 될 정도로 느립니다. 극의 전선의 경우 전신 기사를 방해하지 않는 것만 큼 빠릅니다. 초기 전신 학자들은이 한계를 알고 있었고, 또한 의사 소통 이론의 핵심에 있습니다.

속도에 대한 이러한 제한에도 불구하고, 주어진 시간 내에 주어진 회로를 통해 전송 될 수있는 문자 수를 증가시키기 위해 다양한 것들이 수행 될 수 있습니다. 대시는 점으로 보내는 데 3 배가 걸립니다. 이중 전류 전신을 통해 얻을 수 있음을 곧 알게되었습니다. 수신단에서 작은 전류의 흐름 방향을 감지하고 표시하는 검류계가 전신선과 접지 사이에 연결되어 있음을 상상함으로써이를 이해할 수 있습니다. 점을 나타 내기 위해 발신자는 배터리의 양극 단자를 전선에 연결하고 음극 단자를 접지에 연결하고 검류계의 바늘을 오른쪽으로 이동시킵니다. 발신자는 배터리의 음극 단자를 전선에 연결하고 양극 단자를 접지에 연결합니다. 검류계 바늘이 왼쪽으로 움직입니다. 한 방향 (와이어 내)의 전류는 점을 나타내고 다른 방향 (와이어 외)의 전류는 대시를 나타냅니다. 전류가 전혀 없습니다 (배터리 연결이 끊어짐)는 공간을 나타냅니다. 실제 이중 전류 전신에서는 다른 종류의 수신 기기가 사용됩니다.

단일 전류 전신에서 우리는 코드를 구성하는 두 가지 요소가 있습니다 : 현재와 현재 없음, 우리는 1과 0이라고 부를 수 있습니다. 이중 전류 전신에서는 실제로 세 가지 요소가 있습니다. 와이어로의 전류; 현재 없음; 후진 전류 또는 와이어 전류; 또는 +1, 0, -1. 여기서 + 또는 – 부호는 전류 흐름의 방향을 나타내고 숫자 1은 전류의 크기 또는 강도를 나타냅니다.이 경우 어느 방향의 전류 흐름과 동일합니다.

1874 년에 토마스 에디슨은 더 나아 갔다. 그의 4 중 전신 시스템에서 그는 2 개의 전류 방향과 2 개의 전류 방향을 사용했다. 그는 하나의 메시지를 보내기 위해 현재 흐름 방향의 변화에 ​​관계없이 강도의 변화를 사용하고 다른 메시지를 보내기 위해 강도의 변화에 ​​관계없이 전류 흐름의 방향 변화를 사용했습니다. 전류가 다음 전류와 동일하게 다르다고 가정하면 두 메시지가 +3, +1, -1, -3과 동시에 하나의 회로를 통해 전달되는 4 가지 전류 흐름 조건을 나타낼 수 있습니다. 수신단에서의 이들에 대한 해석은 표 1에 나와있다.

그림 II-3은 두 개의 독립적 인 동시 메시지의 도트, 대시 및 공백을 네 개의 다른 현재 값으로 연속하여 표시하는 방법을 보여줍니다.

회로를 통해 전송할 수있는 정보의 양은 회로를 통해 연속적인 기호 (성공한 전류 값)를 얼마나 빨리 전송할 수있을뿐만 아니라 선택할 수있는 여러 가지 기호 (서로 다른 전류 값)에 따라 달라집니다. . 두 개의 전류 +1 또는 0 또는 두 개의 전류 +1 및 -1과 같은 효과적인 두 개의 전류 만 심볼로 사용하면 한 번에 두 가지 가능성 중 하나만 수신기에 전달할 수 있습니다. 그러나 위에서 살펴본 것처럼 +3 또는 + 1 또는 -1 또는 -3과 같이 한 번에 4 개의 현재 값 중 하나 (4 개의 기호 중 하나)를 선택할 수 있으면 다음을 통해 전달할 수 있습니다. 이러한 현재 값 (기호)은 두 개의 독립적 인 정보 조각입니다. 즉, 메시지 1에서 0 또는 1을 의미하는지 여부 및 메시지 2에서 0 또는 1을 의미하는지 여부입니다. 네 개의 현재 값을 사용하면 두 개의 현재 값을 사용하여 하나의 메시지를 보낼 수있는 한 빠른 두 개의 독립적 인 메시지를 보낼 수 있습니다. 두 개의 현재 값을 사용할 수있는 것처럼 네 개의 현재 값을 사용하여 분당 두 배의 문자를 보낼 수 있습니다.

그리고이 교재는 전제 조건 물리학 또는 전기 공학 지식을 가정하지 않으므로 독자가 신호와 전류를 구별 할 수 없을 것 같습니다. 특히 저자가 지속적으로 동일한 것을 암시한다는 사실을 감안할 때 ( 또는 분명한 방법으로 그러한 배경이없는 사람들을 위해 두 가지를 분리하지 못하는 경우).

물리학 적 설명은 자유 공간을 포함한 도파관이 두 전파 방향에 대한 직교 모드를 갖는다는 것입니다. 이것은 반대 방향으로 이동하는 두 신호가 간섭하지 않음을 의미합니다. (이것은 근사치가 아닙니다. 아니며 간섭 없습니다 ).

"송신 된"신호와 "수신 된"신호를 분리하는 장치는 서큘 레이터 입니다. 또한 광학 도메인에도 존재하며 단일 광섬유를 통한 이중 통신을 구현하는 데 사용될 수 있습니다. RF 도메인에서는 단일 안테나를 통해 (동시에 같은 주파수에서) 송수신 신호의 분리를 구현하는 데 사용할 수 있습니다. 실제로는 주로 기술적 이유로 인해 송수신에 다른 주파수를 사용하는 경우가 많습니다. 서큘 레이터는 완벽한 분리가 아니며 매우 약한 수신 신호에서는 분리가 잘 작동하지 않습니다. 그러나 완벽한 서큘 레이터 장치가 있다면 배치가 작동합니다.

기존 아날로그 전화 시스템에는 단일 회선 쌍만 있었지만 동시에 말하고들을 수있었습니다.

TL / DR : 매우 기본적인 설명은 와이어에 전압과 전류가 있고 별도의 정보를 두 방향으로 나르는데 사용될 수 있다는 것입니다. 다음을 고려하세요:

와이어의 일측에는 제어 가능한 전압원이 있으며, 전송 될 정보는 순간 전압이다. 전선의 다른쪽에는 제어 가능한 전류 소스 (또는 더 나은 "싱크")가 있습니다. 여기서 전송 될 정보는 순간 전류입니다. 스테이션 1 (전압 소스가있는 스테이션)은 와이어를 통해 전류를 측정하여 소스 2의 신호를 읽을 수 있습니다. 스테이션 2는 전류 소스의 터미널에서 전압을 측정하여 스테이션 1에서 신호를 수신 할 수도 있습니다. 따라서 단일 와이어 쌍을 통해 동시에 두 방향으로 정보를 전송할 수 있습니다. 그리고 전류 소스 / 싱크를 전압 소스에 연결하는 것이 불가능할 수도 있습니다. 이것은 완벽하게 가능합니다.

편집 : 파에 대한 기본 설명도 있습니다. 자유 공간 파에는 진동하는 전기 및 자기 (E 및 H) 필드가 있습니다. 이들은 공간에서 90 ° 각도로 향하고 시간적 위상 변이는 90 °입니다. 정방향 + 90 °, 후진 방향 -90 °입니다 (좌표계 또는 위상 부호의 선택에 따라 그 반대 일 수 있음). 또한 자기장 및 전기장 진폭의 비율은 매체의 파동 임피던스 (진공의 경우 377 Ohm)에 고정됩니다. 우리가 지금 뒤로 전파하는 전파를 가지고 있다면 우리는 시간과 장소에 관계없이 전기장과 자기장의 중첩을 가질 것입니다. 그러나 두 파의 이상적인 분리가 가능합니다. 간단히 말해서 : 전기장은 추가되고 자기장은 감산됩니다 (총 위상차 180 °로 인해). 각 구성 요소의 E 및 H 필드의 진폭은 고정 된 비율을 갖기 때문에 H를 E 필드로 대체 할 수 있으며 (또는 그 반대로) 앞뒤 전 파파의 두 E ​​필드 진폭을 풀 수 있습니다. 이는 두 전파 방향의 이상적인 분리가 가능함을 보여줍니다.

그리고 이것 뒤에있는 매우 추상적 인 물리학 적 설명은, 내가 앞서 썼 듯이, 두 전파 방향에 대응하는 모드는 항상 직교하며 신호는 간섭하지 않는다는 것입니다.

두 개의 전신 신호 (즉, 두 개의 전류)가 서로 간섭하지 않고 동시에 동일한 와이어에서 반대 방향으로 이동할 수 있다는 의미에서

$0~V$$0~A$

두 개의 전류 파가 반대 방향으로 이동하면 두 개의 음파가 동일한 매체에서 반대 방향으로 이동할 수있는 것처럼 파도가 서로 통과하는 데 문제가 없습니다.

(여기서 파란색은 왼쪽으로, 녹색은 오른쪽으로 이동하고, 빨간색 물결은 그 결과 중첩입니다. 빨간색 물결은 시간이 지남에 따라 와이어에서 측정되는 전류 / 전압 분포입니다.)

$x^2$$x^3$$U(x, t)$$I(x,t)$

$L, C, G$$R$$x$$t$

$U$$I$$U_1(x,t)$$U_2(x,t)$

DC에 대한 참고 사항 :

두 개의 전류가 반대 방향으로 흐르면 기여를 취소하고 전류가 발생하지 않습니다. 또는 옴의 법칙에 의해 직류 (DC)가 한 번에 양방향으로 흐를 수 없다는 것을 확신 할 수 있습니다 .

특정 저항을 가진 와이어가 있다고 가정 해보십시오. $R$$U = \varphi_2 - \varphi_1$$I = \frac{U}{R}$

두 전위를 동일하게하면 차이가없고 전류는 0이됩니다.

양쪽 끝에 전류가 나오는 유일한 방법은 중간에 소스를 두는 것입니다.

문제가있다 : 전신 신호는 전류 없습니다. 전신 신호가 전압이라고 말할 수도 있습니다. 어느 것이 맞습니까? 둘 다.

이 문제를 해결하려면 전자 제품을 포기하고 대신 물리학으로 넘어가십시오. 실제로 전신 신호 (모든 곳의 모든 전기 신호)는 실제로 전기 에너지입니다. 빛과 전파와 같은 것. 신호는 변화 이며 전류를 변화시키는 전압과 마찬가지로 변화하는 전류에는 전압이 포함됩니다. 신호는 암페어뿐만 아니라 볼트가 아닌 와트입니다.

신호 에너지는 회로의 전류와 다르게 작동합니다. 에너지는 회로를 통해 압축되지만, 대신 앰프 또는 충전 흐름은 그렇지 않습니다. 충전은 루프 전체를 통해 회전하거나 약간 앞뒤로 흔들리지 만 전류는 광속으로 앞으로 날아 가지 않습니다. 그래도 무언가는 가벼운 속도로 날아갑니다. 우리는 그것을 와트 또는 "와트"로 측정하고 논의합니다. 앰프는 빠르게 비행하지 않으며, 앰프가 다르며, 앰프는 "중간"의 슬로우 모션입니다. 그 충전 해는 모든 전선 내부에서 발견되었습니다. 파도 대 매체. 음파 대 바람과 같은 것. 전류는 바람과 같고 신호는 음파와 같습니다. (물론 음파는 앞뒤로 바람입니다! 파도가 앞으로 퍼지는 동안 공기가 흔들립니다.)

두 개의 독립적 인 신호가 전기 회로를 통과하는 방법은 무엇입니까? 먼저 두 개의 독립적 인 음파가 동일한 공기 영역을 통과하는 방법을 스스로에게 물어보십시오. 연못에 두 개의 자갈을 던져 두 개의 땡기 모양 리플 패턴이 상호 작용하지 않고 서로 통과하는 방법을 스스로에게 물어보십시오. 레이저 빔이 교차 할 때마다 다른 레이저 빔을 차단하지 않는 이유는 무엇입니까? 매체가 선형이라면 모든 파동이 할 수있는 일입니다. 선형 시스템에서, 파도는 다시 가산하고 감산 할 수 있으므로 상호 작용하지 않고 서로 교차합니다. 광섬유 내부의 빛에 효과적입니다. 오르간 파이프 내부의 사운드에서 작동합니다. 펄스는 반대 방향으로 진행되는 동축 케이블에서 작동하며 단일 쌍, 단일 회로를 통해 광속으로 전파되는 전신 신호에 작동합니다.

귀하의 질문에 대한 답변은 물리학 책의 파동 장을 포함합니다. 특정 회로 질문에 대한 답변은 케이블 반사 및 전선의 정재파와 같은 전자 분야의 전체 분야를 열어줍니다.

다른 한편으로, 2 개의 직류는 동일 회로를 점유 할 수 없으며, 합류를 형성하기 위해 결합하여 동일성을 상실하기 때문이다. (모든 회로가 1 턴 인덕터라는 것을 잊지 마십시오. 마찬가지로, 두 개의 서로 다른 전압이 동일한 커패시터를 차지할 수 없습니다! 두 경우 모두 결합하여 다시 감산 할 수 없습니다.) 두 개의 직류 전류 가 단일 와이어를 차지할 수 있습니다 . 그 와이어가 별도의 두 회로의 공통 섹션 일 때마다. 그러나 그들은 공통 섹션 내에서 세 번째 전류를 형성하여 합산합니다. (예를 들어, 동일하고 반대 인 경우 해당 섹션에서 제로 전류를 뺄 수 있습니다. 한 전자는 실제로 두 방향으로 동시에 흐를 수 없습니다.)

그러나 동시에 두 개의 완전히 독립적 인 에너지 파 (신호)가 하나의 단일 회로에 전파 될 수 있습니다. 방법? 여기에는 E와 M이 모두 포함되며 비밀을 포함합니다. 하려면 긴 쌍의 두 와이어 모두 전압 과 전류를 포함해야합니다 . 단일 와이어와 전류에만 집중하고 두 와이어와 전압을 무시하는 한 귀하의 질문에 대답 할 수 없습니다.

단일 회로에서 전류는 플라이휠과 같은 닫힌 원입니다. 한 곳에서 시작하여 다른 곳으로 흐르지 않습니다 (대신 시계 벨트, CW 또는 CCW, 드라이브 벨트와 매우 유사합니다). 회로의 전류는 회전식 플라이휠, 폐쇄 루프와 같습니다. 그러나 확실한 일방 통행은 그렇지 않습니까? 배터리가 전구를 켤 때마다 무언가 가 들어가서 다시 배터리로 돌아 가지 않아야합니다. 뭔가 최신이 아닙니다. 대신 에너지 흐름은 와트 단위로 측정되는 EM 에너지입니다. 볼트 곱하기 암페어. 손전등 회로에서 와트 수는 배터리에서 전구 로의 빠른 단방향 흐름입니다. 그러나 현재는 매우 느립니다순환 흐름. 배터리에서 전구로가는 "신호"는 전자가 아닌 암페어가 아닌 EM 에너지로 만들어집니다.

답의 시작은 다음과 같습니다. 단일 회로에서 전기 에너지의 방향을 어떻게 알 수 있습니까? 가 흐르는 있습니까? 간단 함 : 와트의 가치를보십시오. 구체적으로, 전선 사이의 전압에 암페어를 곱한 전압을 곱하십시오. 결과가 양수이면 에너지가 한 방향으로 흐르고, 음수이면 다른 방향으로 흐릅니다. 손전등을 사용하여 전압계와 전류계를 연결하여 곱할 때 양의 와트를 제공하십시오. 그런 다음 전구를 제거하고 대신 배터리 충전기를 설치하면 전류가 반대로되어 배터리에 에너지가 거꾸로 흐릅니다. (이 아이디어는 AC와 함께 중요합니다. V와 I 파가 동기화되어 있으면 에너지는 계속 앞으로 흐르지 만 V와 I가 180도이면 에너지는 반대로 흐릅니다.)

따라서 양의 와트 수를 갖는 전기 펄스가있는 긴 케이블에서는 펄스가 왼쪽을 따라 확대되고 와트 수가 음수이면 펄스가 오른쪽으로 이동합니다. 손전등 배터리를 갑자기 연결하고 분리하면 두 전선을 따라 에너지 파동이 시작됩니다. 빛의 속도로 움직이며 손전등 전구에 흡수되어 켜집니다. 배터리를 계속 연결 한 상태에서 잔물결이 없어도 전구에 여전히 에너지 파가 흐릅니다. 이것이 기본 파동 공학의 첫 번째 개념입니다. 회로 전체에 전기 에너지가 전파됩니다. 그리고 "DC"는 매우 낮은 주파수에서 실제로는 "AC"라는 생각입니다.

다시 시작으로 돌아 가기 : 어떻게 두 개의 신호 펄스가 같은 와이어 쌍을 따라 반대 방향으로 날 수 있습니까? ( 볼트가 포함 된 와이어 쌍 이어야합니다 . 단일 와이어는 아님) 펄스 중 하나에 양의 와트가 있고 왼쪽으로 가고 다른 펄스에 음의 와트가 있고 오른쪽으로 갈 경우 발생할 수 있습니다. 하나의 펄스는 양의 볼트와 양의 암페어로 구성되고 다른 펄스는 음의 볼트와 양의 암페어로 구성됩니다. 두 펄스 모두 EM 파입니다.

추신

아하, 또 다른 접근법이 보인다! (sheshes가 길기 때문에 원한다면 무시하십시오.) 우리가 두 개의 개별 회로, 두 개의 손전등을 가지고 있지만 각각에서 하나의 짧은 와이어 섹션을 결합한다고 가정 해보십시오. 두 회로는 하나의 전선을 공통으로 가지고 있습니다. 그들은 상호 작용합니까? 공통 와이어 내부에서 전류는 단지 더하고 빼기 때문에 아닙니다. 각 회로 루프에는 별도의 배터리 전압과 자체 루프 전류가 있기 때문에 각 배터리는 자체 전구를 독립적으로 점등합니다. 그러나 그 공통 와이어에서는 두 개의 다른 전류가 흐르는 것처럼 보입니다! 하나의 "회로 전류"는 하나의 배터리, 전구 및 전체 닫힌 도체 링을 포함하여 하나의 전체 루프의 전류이기 때문에 실제로는 아닙니다. 결합 된 와이어에서 두 개의 전류는 와이어의 한쪽 끝에 추가됩니다. 그런 다음 다른 쪽에서 다시 뺍니다. 공통 회로의 전류가 더하거나 빼더라도 각 회로의 두 에너지 파는 독립적으로 유지됩니다.

이는 원래 질문에 대한 답변이 단일 와이어를 포함 할 수 없음을 나타냅니다. 백 오프하고 더 넓은 시야를 확보해야만 응답 할 수 있습니다. 또한 두 전선의 전압을 포함하여.

또한 "선형"과 "비선형"의 작동 방식을 보여줍니다. 공통 와이어에서 한쪽 끝에 두 개의 전류가 합쳐져 ​​결합되었습니다. 그러나 다른 쪽 끝에서 다시 완전히 뺍니다. 이를 통해 두 루프가 독립적으로 유지됩니다. 그러나 이것이 발생하지 않고 단일 와이어의 전류가 단순한 합계 조합이 아닌 경우 어떻게해야합니까? 아하, 그건 "비선형"입니다. 이 경우 한 번에 완전히 분리 할 수 ​​없었습니다. 와이어의 한쪽 끝의 "함께 더하기"는 다른 쪽 끝의 "빼기"와 완벽하게 같지 않으며,이 경우 두 개의 개별 회로가 상호 작용하기 시작합니다. 하나의 배터리가 다른 전구를 약간 점등시키기 시작합니다. 두 회로의 신호는 실제로 서로 섞일 것입니다.

PPPPS

이런 종류의 질문은 오랜 역사를 가지고 있으며 BJ 헌트의 MAXWELLIANS에 대한 인기있는 책입니다. 악명 높은 올리버 헤비 사이드 (Oliver Heaviside)는 전신 신호가 실제로는 EM 파라는 것을 알아 냈지만 영국 정부 전신 국의 책임자 인 윌리엄 그리스 (William Preece)에 의해 거의 억압 당했다. 질문하지 않으면 WH Preece가 당신을 미안하게 만들 것입니다! :) 헤비 사이드는 새로운 텔레파시 문제를 해결하기 위해 새로운 EM 전파 케이블 이론을 사용했습니다. 100KM 전신선을 따라 이동하는 모든 신호의 경우 점이 사라지거나 "파문이 생겼으며"전화선의 경우 장거리 전송이 완전히 왜곡되고 불가능한. (이 문제는 낮은 주파수가 높은 주파수보다 빠르게 이동하는 파동 분산 또는 "처프 (chirp)"인 것으로 밝혀졌다.) "전신 자의 방정식"과 그의 "적재 코일"이이를 해결하여 엄청난 거리를 넘어서도 전신이 광대역이되도록했습니다. 그는 한 손으로 장거리 전화를 만들었습니다. 그러나 그리스는 언론에서 반 헤비 사이드 반입 캠페인을 시작하고 엔지니어들 사이에서 속삭이는 캠페인을 시작하기 위해 그의 정치적 힘을 사용하여이 이단을 신속하게 중단했다. 그런 다음 미국에서 Pupin of Columbia는 Heaviside의 로딩 코일을 발명하고 특허를 출원하고 Bell Telephone을 통해 수백만 달러를 벌었던 반면 Heaviside는 거의 무자비한 상태로 남아 죽을 때까지 명성을 얻지 못했습니다. (Heh, Tesla와 Marconi 이전의 Tesla / Marconi 이야기. Pupin은 심지어 Tesla의 몰락에서 큰 역할을했습니다!) 이제 제가 텔레그래프-그 -EM- 파의 이야기를 좋아하는 이유를 알 수 있습니다. 집착. 나를 시작하지 마십시오! 죄송합니다. 너무 늦었 어 :)

Andreas H는 도파관 용 순환기를 언급했습니다. 아날로그 전화에서이 작업은 ASTIC (Anti sidetone Induction Coil)이라는 불완전한 하이브리드 회로로 수행됩니다. 완벽한 하이브리드 코일은 음성을 동시에 개별적으로 송수신 할 수 있습니다. 즉, 송신기의 신호가 다른 쪽 끝에서 전선을 통해 수신기로 이동하고 먼 송신기의 신호가 동일한 전선 쌍에서 수신기로 이동합니다. ASTIC을 통해 로컬 송신기의 신호 일부가 로컬 수신기로 전달 될 수 있도록 사람들이 자신의 말을들을 필요가 있음을 일찍 깨달았습니다.

로컬 아날로그 교환 영역 내에서 회로는 교환기의 릴레이를 통해 한 전화기에서 다른 전화기로가는 두 개의 전선이됩니다. 교환기 사이에서 이동을 시작하면 신호가 교환기에서 하이브리드 코일에 의해 분리되고 한 방향으로의 음성은 다른 방향으로 다른 방향으로 음성으로 이동합니다 (4 선 접합 회로). 이것은 증폭기가 단방향 (단방향)이기 때문에 음성이 증폭 될 수있게한다. 원격 교환에서 두 개의 개별 경로는 하이브리드 코일에 의해 재결합되며 통화의 마지막 구간은 한 쌍의 전선에 있습니다.

아날로그 전화와 교환기의 음성은 300Hz ~ 3400Hz이므로 저주파 EM 파입니다.

그러나 AC 또는 DC의 전력을 전송하는 경우 동일한 전선에서 다른 방식으로 다른 전류가 흐르지 않습니다. 예를 들어, 특정 주에서 에너지 공급 회사는 일정 비율의 '녹색'에너지를 공급해야하지만 충분한 '녹색'자원이 부족하여 주 외부에서 에너지를 구매합니다. 동시에 그들은 잉여 비 녹색 에너지를 주 밖으로 판매합니다. 동일한 인터커넥트 (와이어)를 통해 에너지를 사고 파는 경우, 동일한 와이어에서 반대 방향으로 진행하는 두 개의 경쟁 전원 흐름이 없습니다. 상태 A가 상태 B에서 500MW의 용량을 구매하고 상태 B가 상태 A에서 400MW의 용량을 구매하는 경우 상태 B에서 상태 A 로의 100MW 흐름이 있습니다. 회계는 500MW 및 400MW라고 말할 수 있지만 전기 현실은 100MW입니다.

그들은 방해합니다.

전기 신호는 물 위의 파도처럼 와이어 아래로 이동합니다. 그리고 두 파도가 만나면 무관심 을 얻 습니다 .

그러나 와이어가 선형이기 때문에 간섭은 덧셈의 형태를 취하므로 정보를 파괴하지 않으므로 신호 중 하나를 알고 있으면 빼기로 다른 신호를 찾을 수 있습니다.

전화선 은 하나의 구리 회로가 음성 신호를 양방향으로 전달할 수 있도록 수신 및 발신 신호를 분리 하는 하이브리드 라고 불리는 회로를 사용합니다.

전신은 아마도 발신자가 자신의 신호를 회선에서 보는 것에서 자신의 신호를 빼도록하여 비슷한 신호를 사용하여 다른 쪽 끝에서 자신의 신호를 전송하는 것과 동시에 도착한 것을 결정할 수 있습니다.

당신은 썼습니다 :

두 전류 가 어때요? 가 서로 간섭하지 않고 동시에 동일한 와이어에서 반대 방향으로 이동할 수있는 무엇입니까?

그러나 원본 텍스트는 다음과 같이 말합니다.

전신 신호 2 개 가 서로 간섭하지 않고 동일한 와이어에서 동시에 반대 방향으로 이동할 수 있습니다.

여기에는 모순이 있습니다 : 전신 신호와 전류는 같은 것이 아닙니다. 전류는 각 끝에서 트랜스 듀서에 의해 라인에서 움직이는 파도 선형 중첩 입니다. 라인의 한 지점에서 한 순간의 전류는 하나의 값만 가질 수 있지만, 라인의 각 끝에 부과 된 신호에서 파동의 기여도를 계산하고 합산하여 해당 값을 계산할 수 있습니다.

더 단순하지만 직접 관찰 가능한 시스템으로서, 방에서 스테레오로 음악을 재생하는 것을 고려하십시오. 한 스피커는 다른 스피커의 압력 파가 전파되는 방식을 변경하지 않습니다. 공간과 순간의 모든 지점에서 순 압력 구배는 각 스피커에서 압력 파를 추가 한 결과입니다.

전류 또는 압력과 같은 물리량은 하나의 값만 가질 수 있지만, 그 양이 원인의 부가적인 조합에 의해 영향을 받는다는 것을 알고 있다면 선형 중첩 원리는 시스템을 더 작은 부분으로 나눌 수 있습니다. 선의 각 끝에서 전신 국과 선을 전파하는 전파

신호는 파도로 구성됩니다. 파도는 서로를 통과하고 지나간 후에도 변하지 않습니다. 전자파. 바다의 파도도 서로를 통과합니다 (때로는 영향을 미치지 않지만). "인터페이스"는 저자에 의한 잘못된 선택이었습니다. 아무도 왜 당신에게 말할 수 없습니다. 그러나 당신은 이미 파도가 서로를 통과 할 수 있다는 것을 본능적으로 알고 있습니다. 창문에서 동시에 창문을 통해 들어오는 빛에 대해 생각하십시오. 이것은 당황한 것 같지 않습니까?

귀하의 질문에 "현재"라는 단어를 사용합니다. 조류는 또 다른 문제입니다. 와이어의 전류는 기본적으로 포인트를 지나는 전하 흐름으로 정의됩니다. 이것은 순 흐름입니다. 따라서 전류가 서로를 지나가는 것에 대해 이야기하는 것은 이치에 맞지 않습니다.

커패시턴스 및 인덕턴스와 같은 고급 전송 라인 효과에 대해 이야기하지 않기 위해 노력하고 있습니다. 결론은 신호가 서로를 통과 할 수 있고, 통과하는 동안 통과하는 위치에서 서로 영향을 미친다는 것입니다. 그러나 지나간 후에는 마치 지나간 적이없는 것처럼 계속됩니다. 창문을 통해 빛이 양방향으로 통과하는 것을 생각하십시오.

현재는 아니지만 SIGNAL은 어떤 방향 으로든 모든 방향으로 이동합니다. 이것이 바로 전화 핸드셋이 말할 때 수신 된 사운드를 방해 할 필요가없는 이유이며, 이는 전신 프로토콜보다 더 친숙합니다.

이것은 '하이브리드 (hybrid)'라고 불리는 약간의 특수 효과로, 먼 전화의 신호를 주로받는 귀에 신호를 제공하고 마이크에 적용된 음성에 따라 신호 (전류 변조)를 생성합니다. 당신이 듣는 것은 두 가지 목소리로 동등하게 조절되는 '전선의 전류'가 아니며, 먼 목소리는 90 %, 자신의 10 %에 불과합니다. 연결의 다른 쪽 끝에있는 유사한 하이브리드는 보컬 입력의 주요 부분을 취소하여 해당 전화 수신기에서 음성이 강하게 들립니다.

하이브리드는 신호 추가 회로로, 음성과 두 음성의 조합 (라인에서)에 모두 액세스 할 수 있으며이를 결합하여 멀리서 메시지를 강화합니다. 이 체계의 어떤 것도 전신 국에서 사용할 수 없으며, 전송하는 동안에도 수신 스테이션으로 작동 할 수 있습니다.

푸쉬-투-토크 차단 스위치가있는 무선 트랜스미터 (디지털이 아닌 종류)에서는 쉽게 사용할 수 없습니다. 디지털 패킷을 전송하는 휴대폰은 많은 방해를 겪고 있습니다. 하이브리드 기능은 전송이 진행되는 동안 과부하되는 수신기와 심하게 상호 작용하기 때문에 거의 방해가되지 않습니다.

당신의 비유가 깨졌습니다. 자동차를 모두 범퍼카라고 생각하지 않는 한 차의 차선을 생각하지 마십시오.

와이어를 통해 이동하는 전자의 실제 전체 평균 속도는 매우 느립니다. 와이어에서 전자 의 드리프트 속도 는 일반적으로 몇 마이크로 미터 / 초이며 전혀 빠르지는 않습니다.

와이어를 통해 전파되는 것은 전자에서 전자로, 소스에서 목적지로 이동합니다. 그 과정은 거의 빠르게 빛의 속도로 이루어집니다. 고속도로 비유에서, 그것은 첫 번째 차를 치는 것과 비슷하며, 각 차는 그 앞의 차를 부딪칩니다. 각 차가 전반적으로 느리게 움직이더라도 체인을 통해 파도가 전파 될 수 있습니다.

여러 음파가 분명히 여러 방향으로 동시에 공기를 통과 할 수 있습니다. 그러나, 당신이 무언가를 외칠 때, 단일 분자가 반드시 입에서 청취자의 귀로 직접 이동할 필요는 없습니다. 대신, 공기를 통한 분자들 사이의 수신 거부는 소리를 전달하는 것입니다. 전기 신호의 경우에도 기본적으로 동일합니다.

다음 상황을 고려하십시오.

한쪽 끝에는 제어 가능한 전압 소스가 있고 다른쪽에는 제어 가능한 전류 싱크가있는 단일 와이어 쌍이 있다고 가정합니다. 양쪽 끝이 다른 쪽 끝의 신호를 측정 할 수 있기 때문에 (전압원에서 전류를 측정 할 수 있고 전류원에서 전압을 측정 할 수 있음) 양방향으로 정보를 전송할 수 있습니다. 주파수 또는 시간 멀티플렉싱이 없습니다. 그리고 간섭 이 없으며 파동 이론을 불러 낼 필요가 없습니다.

자세한 내용은 Physics SE에 대한 답변입니다 .

위성 접시 용 공중 케이블은 양방향으로 전류를 전달합니다. 18 볼트 DC 신호는 튜너에 의해 공급되어 접시의 초점에서 LNB에 전력을 공급하는 동시에 LNB는 4-12GHz의 신호를 보냅니다. 동일한 와이어를 통해 튜너로 다시 내려갑니다.

둘 다 전류이지만 하나는 DC이고 평평하고 다른 하나는 무선 주파수이며 다양합니다.

모든 파도가 서로를 통과 할 수 있기 때문입니다. 간섭이 발생하지만 파도가 멈추지 않습니다.

연못의 두 파도가 서로를 통과 할 수있는 이유를 묻는 것과 같습니다. 파도가 완전히 반대면, 그들은 멸절하고, 그렇지 않으면 서로 약해져 계속됩니다.

많은 엔지니어와 연구자 (나 자신 포함)는 금속 도체가 전류 및 전압과 관련하여 선형 거동을 갖는 것으로 관찰되었습니다. 그러나 대부분의 재료와 마찬가지로 선형 동작은 특정 범위에서만 존재합니다. 높은 수준의 전류는 비선형 동작을 초래합니다. 구리,은 및 금과 같은 우수한 도체를 사용하면 선형 동작 범위가 상당히 큽니다. 이 금속은 저항이 낮습니다 (그러나 0은 아님). (금속에 저항이 없다고 가정하면 현실과 맞지 않는 이상한 예측이 생깁니다)

전류 밀도가 낮 으면 금속에 전자를 넣을 수있는 여유 공간이 많으며 서로 충돌하거나 자주 걸리지 않습니다. 금속에 의해 흡수되는 에너지가 많지 않고 행동이 선형으로 나타납니다 (범퍼카는 거의 적용됨)

금속의 전류 밀도가 충분히 높아지면 전류는 금속에 상당한 에너지를 전달하여 저항을 변경하고 동작은 비선형이됩니다. 간단한 예로, 대형 12V 자동차 배터리의 터미널에 얇은 와이어 (28 게이지와 같은)를 연결하는 것이 있습니다. 금속은 뜨거워 져 결국 녹아 회로를 차단합니다. 이것은 매우 비선형적인 행동입니다. 그 와이어는 아마도 50A 정도를 운반 할 것입니다. (이것을 직접 시도하지 마십시오-약간의 용융 금속이 날아갈 수 있고, 화재와 눈에 심각한 손상을 일으킬 수 있습니다.) 반면에 0.001 암페어로 동일한 와이어에 두 개의 신호를 넣으면 (용해하기 전에) 행동은 매우 선형 적입니다.

이 녀석은 더 실존적인 요점을 만들기 위해 팔을 뻗고 있습니다. 그것은 원칙적으로 작동하지만 그가 말하는 것처럼 작동하지 않습니다. 그리고 전류가 아닌 신호로 .

라디오에서도 두 개의 송신기 는 동시 사용을 차단할 수 있습니다 . 1:25에서 이것을 들어보십시오. "Booooop"는 "그들의"이륙 허가를 인정하는 두 비행기이지만 적어도 하나는 들리지 않습니다.

DC 전신 시스템을 사용하는 경우 동일한 문제입니다. 경우 중 하나 전신 키를 누름, 그것의 원인이됩니다 모두 활성화하려면 음향을. DC 도메인에서 DC 신호를 반대 방향으로 전송할 수는 없습니다 (다른 사람이 끝날 때까지 기다렸다가 한 번에 시작하는 두 사람을 경계하는 CSMA-CD 스타일의 경우를 제외하고).

그러나 텔레그래프 스테이션 1이 DC를 전송하고 텔레 그렙 스테이션 2에 AC 차단 초크를 통해 사운 더가 연결되어 있다고 가정하십시오. 스테이션 2는 1000Hz AC를 켜고 끄는 방식으로 전송합니다. 스테이션 1에는 1000Hz AC를 통과하지만 DC를 차단하는 적당한 크기의 커패시터가 있기 때문에 스테이션 1 만들을 수 있습니다.

특정 주파수 만 허용하는 "대역 통과"필터를 사용하여이를 여러 AC 주파수로 확장 할 수 있습니다. TV 시리즈의 소방서에서 나오는 바부 삐 소리를 고려하십시오. Chicago Fire의 소방서 . 그 쇼는 톤의 기원 인 Emergency 라는 1970 년대 쇼에 대한 큰 찬사와 소리 입니다. 비상 사태 는 1960 년대의 소방 시스템을 묘사하며, 그 방식으로 여러 주파수가 사용되었습니다.

한 번에 전송되는 두 스테이션은 단순히 와이어에 코드 를 생성합니다 . 코드가 서로 방해하지 않도록 주파수를 스마트하게 선택해야합니다.

모든 방송국이 모든 신호를 듣습니다. 그들은 "자신의 개밥", 즉 그들이 전송하는 신호를 무시합니다.

반송파가 변조되면서 더 복잡해질 수 있습니다. 이 시점에서 우리는 무선 스펙트럼 에 대해 이야기하고 있지만 와이어에 대해 이야기하고 있습니다.