Почему там только четыре пассивных элемента?

Я читал, что существует четыре типа пассивных элементов: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и мемристоры.

Мемристором было предсказано 30 лет до того , как был произведен. Но почему вы не можете изобрести другой тип пассивного элемента? Есть ли доказательства?

Определение, которое я использую для пассивных элементов - это что-то без усиления, без контроля и линейное.

components passive-components

— jinawee
источник

Это элегантная графика, которую вы, возможно, видели. en.wikipedia.org/wiki/… К сожалению, я просто смотрю на это и думаю о мемристорах, а не чувствую, что на вопрос был получен ответ.

— Фил Фрост

@PhilFrost Очевидно, я не единственный, кто любит эту графику!

— Стивен Коллингс

Я думаю, важно помнить, что каждый провод отображает сопротивление, емкость и индуктивность. Это идеальные элементы схемы, но в реальной жизни они являются характеристиками практически каждого элемента схемы. Мемристор не подходит под эту форму. Нельзя говорить о «мемристансе» провода. На мой взгляд, мемристор не относится к тому же набору, что и сопротивление, емкость и индуктивность.

— Джо Хасс

Я использую пассивные элементы что-то без усиления, без контроля и линейно. Тогда мемристор не является пассивным элементом, поскольку он нелинейный (за исключением тривиального случая, когда это просто резистор). Согласно Wiki, для мемристора мы имеем: где q понимается как интеграл времени от . Если является постоянным, и, таким образом, у нас есть резистор. В противном случае не является линейной функцией от . Например, если то

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})

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

— Альфред Центавра

@jinawee, если пассивный элемент должен быть линейным , мемристор не является пассивным элементом. Из вики-статьи «Мемристор»: В своей статье 1971 года Чуа экстраполировал концептуальную симметрию между нелинейным резистором (напряжение против тока), нелинейным конденсатором (напряжение против заряда) и нелинейным индуктором (связь магнитного потока против тока). Затем он предположил, что мемристор является еще одним фундаментальным нелинейным элементом цепи, связывающим связь магнитного потока и заряд.

— Альфред Центавра

Ответы:

Для электроники интересны четыре физические величины: напряжение, поток, заряд и ток. Если у вас есть четыре вещи и вы хотите выбрать две, порядок не имеет значения , есть 4C2 = 6 способов сделать это. Две из физических величин определены в терминах двух других. (Ток - это изменение заряда с течением времени. Напряжение - это изменение потока во времени.) Это оставляет четыре возможных отношения: сопротивление, индуктивность, емкость и мемристанс. введите описание изображения здесь

Если вам нужен еще один фундаментальный компонент, вам нужна другая физическая величина для связи с этими четырьмя. И хотя существует множество физических величин, которые можно измерить, ни одна из них не кажется такой тесно связанной, как эти. Я полагаю, это потому, что электричество и магнетизм - это два аспекта одной и той же силы . Я также предположил бы, что, поскольку электромагнетизм теперь понимается как часть электрослабой силы, можно было бы установить некоторые отношения между слабым ядерным взаимодействием и нашими четырьмя элементами напряжения, тока, заряда и потока.

Я не имею ни малейшего представления о том, как это будет проявляться физически, особенно с учетом относительной слабости слабой ядерной силы на любых расстояниях от внутриядерных расстояний. Возможно, в присутствии сильных магнитных или электрических полей, влияющих на скорость радиоактивного распада? Или в ускорении или предотвращении ядерного синтеза? Я бы еще предположил (я на пороге), что требуемая напряженность поля была бы феноменальной, поэтому они не практичны для повседневной инженерии.

Но это много предположений. Я простой инженер и не умею спекулировать такими вещами.

— Стивен Коллингс
источник

Я думаю, что это больше похоже на то, что «кто-то решил, что для электроники интересны четыре физические величины». И действительно, возможно, их всего два, поскольку заряд является интегралом тока, а поток - интегралом напряжения. Температура очень важна. Такова сила или ее производная, энергия. Или, может быть, я хочу интегрировать поток, чтобы получить новую вещь, и определить компонент об этом.

— Фил Фрост

Я думаю, что, возможно, доказательство заключается в требовании (указанном в вопросе), что эти пассивные компоненты являются линейными , и это означает, что они имеют некоторую линейную зависимость между током и напряжением, поэтому не может быть других физических величин, представляющих интерес, по определению , Но я просто догадываюсь.

— Фил Фрост

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 В статье в Википедии есть несколько объяснений для мемристоров, которые объясняют, почему все было написано в виде дифференциальных уравнений . Я не могу сказать, что следую этому (я не очень хорошо говорю по математике), но я понял это как «потому что это облегчает спор за мемристоры».

— Фил Фрост

Лично я бы решил определить M наоборот, поэтому dq = MdΦ, тогда вы можете сравнить с dq = Cdv и с полным основанием назвать их конденсаторами потока

— Пит Киркхам,

Но почему вы не можете изобрести другой тип пассивного элемента? Есть ли доказательства?

Ну, есть доказательство, но оно круглое. Если взять «четыре фундаментальные электронные переменные», есть только шесть способов их линейного объединения. Четыре способа являются компонентами, а два других являются определениями. Ответ Стивена это хорошо объясняет. Существует только четыре пассивных компонента, потому что тот, кто сделал это утверждение, допускал только четыре переменные.

Я могу «изобрести» больше «недостающих компонентов», введя больше переменных. Ток является производной заряда по времени:

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

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

Я собираюсь определить новый термин: всплеск. Это производная тока по времени:

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

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

Разум взорван? Положите его обратно вместе. Мы делаем это все время в физике. Эти последовательности аналогичны:

положение, скорость, ускорение
заряд, ток, помпаж

Мы можем дифференцировать переменные столько раз, сколько захотим, и давать имена результатов, если захотим. У физики даже есть название для производной ускорения: рывок .

Теперь мы можем вставить всплеск в этом графике из ответа Стивена. Он идет внизу и слева от течения.

Теперь мы можем спросить, что является компонентом, который связывает помпаж с напряжением? Это будет компонент, который подчиняется:

d v = P d s

$\mathrm dv = P \mathrm ds$

$P$

В чем полезность этого компонента? Я понятия не имею, но я предсказываю, что это существует. Через несколько десятилетий, когда он будет изобретен, я скажу «я тебе так сказал» и стану знаменитым.

— Фил Фрост
источник

Я думаю, что ты просто филистимлянин.

— Хоббс

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 Это означает, что если вы сделаете пассивного Филатора, вы действительно станете очень знаменитым.

— Буб

@Buhb, пассивный Филатор был бы похож на женатого холостяка.

— Альфред Центавра

@ AlfredCentauri Если ты так говоришь. Я никогда не был очень хорош в математике :) Мне было интересно, что если я интегрирую заряд и интегрирую поток, то представьте, что там есть какой-то пассивный компонент. Возможно, «Forgistor»? Или это тоже какая-то комбинация вещей, которые у нас уже есть?

— Фил Фрост

jinawee,

Я думаю, что существует большое количество «пассивных» компонентов, которые еще предстоит открыть и изобрести. «Пассивный» - это несколько обманчивый и неоднозначный термин, который мы используем в электронике. В электронике у нас много свободной терминологии, которая бросает новичкам изогнутый шар. Можно подумать, что для точной науки мы будем использовать более точный язык. Не так.

Как указывалось на других плакатах, три больших пассива - это резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. Я не знаю об этом мемристоре штуковина. За более чем 50-летний опыт работы с электроникой я никогда не держал одну в руке или не придумал схему, над которой работал.

Тем не менее, я думаю, что если бы вы могли придумать устройство, которое могло бы преобразовывать частоту в пропорциональное напряжение постоянного тока, как термопара преобразовывает температуру в напряжение, вы могли бы присоединиться к Майклу Фарадею из EE Heaven.

Точно так же, если бы вы могли изобрести устройство, которое преобразует поток электронов непосредственно в звук без использования магнита и катушки, вы могли бы также получить что-то большое.

Или в этом отношении упругий материал, который напрямую преобразует ток в движущую силу - неуловимая искусственная мышечная ткань. Это было бы навсегда изменить мир порнографии, сколько вибрационные катушки Майкла Фарадея сделали.

Прошло довольно много времени с тех пор, как в мире EE появился новый пассивный компонент. Держите нас в курсе вашего прогресса.

— FiddyOhm
источник

convert frequency to a proportional DC voltage- Вы имеете в виду фильтр низких частот, обычно используемый для преобразования выходной мощности PWN в напряжение для дешевого ЦАП?

— Майкл

a device which converts electron flow directly to sound without the use of a magnet and coil- или как насчет устройства, которое излучает свет без использования материальной линзы?

— Майкл

an elastic material that directly converts current to motive force- или голодиод?

— Майкл

@ Майкл "Как насчет устройства, которое излучает свет без использования материальной линзы?" Посмотрите в небо в ясный день, и вы увидите один ярко сияющий.

— JAB

@JAB Я бы больше беспокоился о том, что произойдет, если планета упадет на устройство.

— AJMansfield