왜 수동 요소가 네 개입니까?

필자는 저항, 커패시터, 인덕터 및 멤 리스터의 네 가지 수동 소자 유형이 있다는 것을 읽었습니다.

멤 리스터는 이 생산되기 전에 삼십년 예측했다. 그러나 왜 다른 유형의 수동 소자를 발명 할 수 없었습니까? 증거가 있습니까?

수동 요소를 사용하는 정의는 이득, 제어 및 선형이없는 것입니다.

components passive-components

— 지나 위
소스

당신이 보았을 수도있는이 멋진 그래픽이 있습니다. en.wikipedia.org/wiki/… 불행히도 나는 그 질문에 대한 답이 아닌 느낌으로 그것을 쳐다보고, 추억에 대해 생각하고있는 것을 발견했다.

— Phil Frost

@PhilFrost 분명히 나는 그 그래픽을 좋아하는 유일한 사람이 아닙니다!

— Stephen Collings

모든 와이어에는 저항, 커패시턴스 및 인덕턴스가 표시된다는 점을 명심해야합니다. 이들은 이상적인 회로 요소이지만 실제로 는 거의 모든 회로 요소의 특성 입니다. 멤 리스터가 해당 금형에 맞지 않습니다. 와이어의 "범용"에 대해서는 말할 수 없습니다. 내 생각에, 멤 리스터는 저항, 커패시턴스 및 인덕턴스와 같은 세트에 속하지 않습니다.

— Joe Hass

수동 요소를 사용하는 것은 이득, 제어 및 선형이없는 것입니다. 그런 다음 멤 리스터는 비선형이기 때문에 수동 요소가 아닙니다 (단지 저항 인 경우는 제외). 위키에 따르면, 멤 리스터 위해 우리있다 : (Q)는 이해의 시간 적분으로 . 경우 일정하고, 및, 따라서, 우리는 저항을 갖는다. 그렇지 않으면, 는 의 선형 함수가 아닙니다 . 예를 들어, 후

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})

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

— 알프레드 센타

@jinawee, 수동 요소가 선형 이어야하는 경우 멤 리스터는 수동 요소가 아닙니다. Wiki 기사 "Memristor": 1971 년 논문에서 Chua는 비선형 저항기 (전압 대 전류), 비선형 커패시터 (전압 대 충전) 및 비선형 인덕터 (자속 플럭스 연결 대 전류) 사이의 개념적 대칭을 추정했습니다. 그는 자속 연결과 전하를 연결하는 또 다른 기본 비선형 회로 요소로서 멤 리스터의 가능성을 추론했다.

— Alfred Centauri

답변:

전자 장치에는 전압, 플럭스, 충전 및 전류의 물리적 인 양이 4 가지 있습니다. 네 가지가 있고 두 가지 를 선택 하고 중요하지 않은 순서 를 선택하려면 4C2 = 6 가지 방법이 있습니다. 두 개의 물리량은 다른 두 가지 로 정의 됩니다. (전류는 시간이 지남에 따라 전하의 변화입니다. 시간이 지남에 따라 전압이 변화합니다.) 저항, 인덕턴스, 커패시턴스 및 저항의 네 가지 가능한 관계가 남습니다. 여기에 이미지 설명을 입력하십시오

다른 기본 구성 요소를 원하면이 네 가지와 관련된 다른 물리적 수량이 필요합니다. 그리고 측정 할 물리량은 많지만, 이와 같이 밀접하게 결합 된 것 같지는 않습니다. 나는 이것이 전기와 자기가 같은 힘 의 두 측면이기 때문이라고 생각합니다 . 본인은 전자기가 지금의 한 부분으로 이해되기 때문에 있다고 가정 것 electroweak 힘, 하나는 약한 핵 상호 작용과 전압, 전류, 충전, 그리고 플럭스의 우리의 네 가지 요소 사이에 어떤 관계를 단정 할 수도 있습니다.

나는 특히 핵 내 거리가 짧은 곳에서 약한 핵력의 상대적인 약점을 감안할 때 이것이 어떻게 물리적으로 나타날 것인지에 대한 단서가 아니다. 아마도 방사성 붕괴 속도에 영향을 미치는 강한 자기장 또는 전기장이 존재 하는가? 아니면 핵융합을 침전 시키거나 예방할 때? 나는 또한 필자가 요구하는 전계 강도가 경이로울 것이라고 생각한다. 이것이 일상적인 엔지니어링에는 실용적이지 않은 이유이다.

그러나 그것은 많은 가정입니다. 나는 단순한 엔지니어이며 그러한 것들에 대해 추측 할 자격이 없습니다.

— 스티븐 콜링 스
소스

"누군가 전자 제품에 대한 물리적 인 관심이 4 개 있다고 결정한 것"과 비슷하다고 생각합니다. 전하가 전류의 적분이고 전압의 적분을 플럭스하기 때문에 실제로 두 개만있을 수 있습니다. 온도는 매우 중요합니다. 힘 또는 그 파생 에너지도 마찬가지입니다. 또는 플럭스를 통합하여 새로운 것을 얻고 구성 요소를 정의하고 싶을 수도 있습니다.

— Phil Frost

어쩌면 증거는 이러한 수동 구성 요소가 선형 이라는 요구 사항 (문제에서 설정)에 있다고 생각 합니다. 즉, 전류와 전압 사이에 선형 관계가 있기 때문에 다른 물리적 인 관심이있을 수는 없습니다. . 그러나 나는 단지 추측하고있다.

— Phil Frost

저항이되어 있지 정의 그러나 오히려 같이 비례 상수 전압 및 전류의 그래서 기껏해야 , 이러한 그래픽은 잘못된 것이다. 예를 들어, 이상적인 저항 과 직렬로 연결된 이상적인 전압 소스는 충족합니다.

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}

$R = \frac{dv}{di}$ 연결된 하지만 이러한 조합은 기본 수동 회로 요소가 아닙니다 .

— Alfred Centauri

@AlfredCentauri Wimpedia의 memristor 기사에는 왜 모든 것이 미분 방정식으로 쓰여 졌는지 설명하는 약간의 설명이 있습니다. 나는 그것을 따르지 않는다고 말할 수는 없지만 (수학을 잘 못한다), "그것이 멤 리스터를 주장하기가 더 쉽기 때문에"이해했습니다.

— Phil Frost

개인적으로 나는 다른 방법으로 M을 정의하기로 결정 했으므로 dq = MdΦ, 그러면 당신은 dq = Cdv와 비교하고 그것들을 플럭스 커패시터라고 부를 수있다

— Pete Kirkham

그러나 왜 다른 유형의 수동 소자를 발명 할 수 없었습니까? 증거가 있습니까?

글쎄, 증거가 있지만 원형입니다. "네 가지 기본 전자 변수"를 사용하는 경우 선형으로 결합하는 방법은 6 가지뿐입니다. 네 가지 방법은 구성 요소이고 다른 두 가지 방법은 정의입니다. Stephen의 대답은 이것을 잘 설명합니다. 그 주장을 한 사람은 4 개의 변수 만 허용했기 때문에 수동 구성 요소는 4 개뿐입니다.

더 많은 변수를 도입하여 더 많은 "누락 된 구성 요소"를 "발명"할 수 있습니다. 전류는 시간에 대한 전하의 미분입니다.

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

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

저는 새로운 용어 인 급증을 정의 할 것입니다. 그것은 시간과 관련하여 전류의 미분입니다.

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

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

마음을 날려? 다시 합치십시오. 우리는 이것을 물리학에서 항상합니다. 이 시퀀스는 유사합니다.

위치, 속도, 가속
충전, 전류, 급증

변수를 원하는만큼 여러 번 차별화하고 원하는 경우 결과 이름을 지정할 수 있습니다. 물리학은 가속도 함의 이름 인 jerk도 가지고 있습니다.

이제 우리는 Stephen의 답변에서 그 그림에 급증을 붙일 수 있습니다. 전류의 왼쪽 아래로갑니다.

이제 서지와 전압을 연결하는 구성 요소는 무엇입니까? 다음을 준수하는 구성 요소입니다.

d v = P d s

$\mathrm dv = P \mathrm ds$

$P$

이 구성 요소의 유틸리티는 무엇입니까? 나는 단서가 없지만 그것이 존재한다고 예측합니다. 수십 년 동안, 그것이 발명되었을 때, 나는 "나는 당신에게 그렇게 말했다"고 말할 것입니다.

— 필 프로스트
소스

나는 당신이 단지 블레셋 사람이라고 생각합니다.

— 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 즉, 수동 Philator를 만들면 정말 유명해질 것입니다.

— Buhb

@Buhb, 수동 Philator 는 결혼 한 학사 와 같습니다 .

— Alfred Centauri

@AlfredCentauri 그렇게 말한다면. 나는 수학을 잘하지 못했습니다 :) 나는 전하를 통합하고 플럭스를 통합하면 수동 부품이 있다고 상상합니다. 아마도 "용서 자"입니까? 아니면 우리가 이미 가지고있는 것들의 조합입니까?

— Phil Frost

지나 위,

아직 발견되고 발명 된 "수동"구성 요소가 많이 있다고 생각합니다. "패시브"는 전자 제품에 사용하는 다소기만적이고 모호한 용어입니다. 전자 제품에는 초보자에게 커브 볼을 던지는 많은 느슨한 용어가 있습니다. 정확한 과학을 위해 더 정확한 언어를 사용한다고 생각할 것입니다. 별로.

다른 포스터에서 알 수 있듯이 큰 세 가지 수동 소자는 저항기, 커패시터 및 인덕터입니다. 이 멤 리스터 기즈모에 대해 모르겠습니다. 50 년 이상의 전자 경험에서 나는 한 번도 손에 쥐거나 한 적이 없었던 회로 설계를 떠올리지 않았습니다.

그럼에도 불구하고, 열전대가 온도를 전압으로 변환하는 것처럼 주파수를 비례 DC 전압으로 변환 할 수있는 장치를 생각해 낼 수 있다면 EE Heaven의 Michael Faraday와 같은 사람들과 합류 할 수 있습니다.

마찬가지로, 자석과 코일을 사용하지 않고 전자 흐름을 소리로 직접 변환하는 장치를 발명 할 수 있다면 큰 문제 일 수도 있습니다.

또는 그 문제를 위해 전류를 운동력으로 직접 변환하는 탄력있는 물질-어려운 인공 근육 조직. 그것은 마이클 패러데이의 진동 코일처럼 포르노의 세계를 영원히 바꿀 것입니다.

EE 세계가 새로운 수동 구성 요소를 즐긴 이후 꽤 오래되었습니다. 진행 상황에 대해 계속 알려주십시오.

— 피디 옴
소스

convert frequency to a proportional DC voltage-저렴한 DAC를 위해 PWN 출력을 전압으로 변환하는 데 일반적으로 사용되는 저역 통과 필터와 같은 의미입니까?

— Michael

a device which converts electron flow directly to sound without the use of a magnet and coil-또는 재료 렌즈를 사용하지 않고 빛을 구부리는 장치는 어떻습니까?

— Michael

an elastic material that directly converts current to motive force아니면 홀로 다이오드?

— Michael

@Michael "재료 렌즈를 사용하지 않고 빛을 구부리는 장치는 어떻습니까?" 맑은 날 하늘을 올려다 보면 밝게 빛나는 것을 볼 수 있습니다.

— JAB

@JAB 나는 행성이 장치에 떨어지면 어떻게 될지 더 걱정하고 있습니다.

— AJMansfield