Pourquoi n'y a-t-il que quatre éléments passifs?

J'ai lu qu'il y avait quatre types d'éléments passifs: les résistances, les condensateurs, les inductances et les memristors.

Le memristor avait été prédit 30 ans avant sa production. Mais pourquoi ne pourriez-vous pas inventer un autre type d'élément passif? Y a-t-il une preuve?

La définition que j'utilise des éléments passifs est quelque chose sans gain, sans contrôle et linéaire.

components passive-components

— Jinawee
source

Il y a ce graphique spiffy que vous avez peut-être vu en.wikipedia.org/wiki/… Malheureusement, je me retrouve à le regarder et à penser aux memristors, plutôt que de me sentir comme si la question avait été résolue.

— Phil Frost le

@PhilFrost Clairement, je ne suis pas le seul à aimer ce graphique!

— Stephen Collings

Je pense qu'il est important de garder à l'esprit que chaque fil affiche une résistance, une capacité et une inductance. Ce sont des éléments de circuit idéaux , mais dans la vie réelle, ils sont caractéristiques de presque tous les éléments de circuit. Le memristor ne correspond pas à ce moule. Vous ne pouvez pas parler de la "mémoire" d'un fil. Dans mon esprit, le memristor n’appartient pas au même ensemble que la résistance, la capacité et l’inductance.

— Joe Hass

J'utilise des éléments passifs, c'est quelque chose sans gain, sans contrôle et linéaire. Ensuite, le memristor n'est pas un élément passif puisqu'il est non linéaire (sauf dans le cas trivial où il ne s'agit que d'une résistance). Selon Wiki, pour le memristor nous avons:

v = M (q) i

$v = M(q)i$ où q est compris comme l'intégrale de . Si est constant, , nous avons donc une résistance. Sinon, n'est pas une fonction linéaire de . Par exemple, si alors

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})

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

— Alfred Centauri

@jinawee, si un élément passif doit être linéaire , le memristor n'est pas un élément passif. Extrait de l'article de Wiki "Memristor": Dans son article de 1971, Chua extrapolait une symétrie conceptuelle entre la résistance non linéaire (tension / courant), le condensateur non linéaire (tension / charge) et l'inducteur non linéaire (liaison de flux magnétique en fonction du courant). Il a ensuite déduit la possibilité d'un memristor en tant qu'élément fondamental de circuit non linéaire reliant la liaison de flux magnétique à la charge.

— Alfred Centauri

Réponses:

Il existe quatre quantités physiques intéressantes pour l’électronique: tension, flux, charge et courant. Si vous avez quatre choses et que vous voulez en choisir deux, l'ordre n'a pas d'importance , il existe 4C2 = 6 façons de le faire. Deux des quantités physiques sont définies par rapport aux deux autres. (Le courant est le changement de charge dans le temps. La tension est le changement de flux dans le temps.) Cela laisse quatre relations possibles: résistance, inductance, capacité et mémoire. entrez la description de l'image ici

Si vous voulez un autre composant fondamental, vous avez besoin d'une autre quantité physique pour correspondre à ces quatre. Et, même s'il existe de nombreuses quantités physiques que l'on pourrait mesurer, aucune ne semble être si étroitement couplée que celles-ci. Je suppose que c'est parce que l'électricité et le magnétisme sont deux aspects de la même force . Je suppose en outre que, puisque l'électromagnétisme est maintenant compris comme faisant partie de la force électrofaible , on pourrait peut-être établir certaines relations entre l'interaction nucléaire faible et nos quatre éléments de tension, de courant, de charge et de flux.

Je ne sais pas du tout comment ces manifestations se manifesteraient physiquement, en particulier compte tenu de la faiblesse relative de la force nucléaire faible à des distances inférieures à la distance intranucléaire. Peut-être en présence de champs magnétiques ou électriques puissants affectant les taux de décroissance radioactive? Ou pour précipiter ou empêcher la fusion nucléaire? Je suppose encore plus (je suis sur une lancée) que les forces de champ requises seraient phénoménales, raison pour laquelle elles ne sont pas pratiques pour l'ingénierie quotidienne.

Mais c'est beaucoup de supposition. Je suis un simple ingénieur et je ne suis pas qualifié pour spéculer sur de telles choses.

— Stephen Collings
source

Je pense que cela ressemble plus à "quelqu'un a décidé qu'il y a quatre quantités physiques d'intérêt pour l'électronique". Et vraiment peut-être il n'y en a que deux, puisque la charge est l'intégrale du courant et le flux l'intégrale de la tension. La température est assez importante. Il en va de même du pouvoir, ou de son dérivé, de l'énergie. Ou peut-être que je veux intégrer Flux pour obtenir une nouvelle chose et définir un composant à ce sujet.

— Phil Frost

Je pense que la preuve réside peut-être dans l'exigence (définie dans la question) que ces composants passifs sont linéaires , ce qui signifie qu'ils ont une relation linéaire entre le courant et la tension, de sorte qu'il ne peut y avoir d'autres quantités physiques intéressantes, par définition. . Mais je ne fais que deviner.

— Phil Frost

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 L'article de Wikipedia sur Memristor contient quelques explications qui expliquent pourquoi tout a été écrit sous forme d'équations différentielles . Je ne peux pas dire que je le suis (je ne parle pas très bien les maths), mais je l’ai comprise comme "parce que ça facilite les discussions pour les memristors".

— Phil Frost

Personnellement, j'aurais choisi de définir M dans le sens inverse, donc dq = MdΦ, puis comparer avec dq = Cdv et les appeler à juste titre comme des condensateurs à flux

— Pete Kirkham le

Mais pourquoi ne pourriez-vous pas inventer un autre type d'élément passif? Y a-t-il une preuve?

Eh bien, il y a une preuve, mais c'est circulaire. Si vous prenez "les quatre variables électroniques fondamentales", il n'y a que six façons de les combiner de manière linéaire. Quatre des moyens sont des composants et les deux autres sont des définitions. La réponse de Stephen explique bien cela. Il n'y a que quatre composants passifs, car celui qui a formulé cette revendication n'a autorisé que quatre variables.

Je peux "inventer" plus de "composants manquants" en introduisant plus de variables. Current est le dérivé de la charge en fonction du temps:

je = \frac{ré q}{ré t}

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

Je vais définir un nouveau terme: la surpression. C'est la dérivée du courant par rapport au temps:

s = \frac{ré je}{ré t}

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

L'esprit soufflé? Remettez-le ensemble. Nous faisons cela tout le temps en physique. Ces séquences sont analogues:

position, vitesse, accélération
charge, courant, surgeness

Nous pouvons différencier les variables autant de fois que nous le voulons et donner les noms des résultats, si nous le voulons. La physique a même un nom pour la dérivée de l'accélération: jerk .

Nous pouvons maintenant nous en tenir à ce graphique tiré de la réponse de Stephen. Il va en bas et à gauche du courant.

Maintenant, nous pouvons demander, quel est le composant qui relie la surtension à la tension? Ce serait un composant qui obéit:

ré v = P ré s

$\mathrm dv = P \mathrm ds$

$P$

Quelle est l'utilité de ce composant? Je n'en ai aucune idée, mais je prédis qu'il existe. Dans quelques décennies, quand il aura été inventé, je dirai "je vous l'avais bien dit" et je serai célèbre.

— Phil Frost
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Je pense que tu es juste un philistin.

— 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

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

@ Alfred_Centauri Ce qui signifie que si vous faites un Philator passif , vous serez en effet très célèbre.

— Buhb

@Buhb, un Philator passif serait comme un célibataire marié .

— Alfred Centauri

@ AlfredCentauri Si vous le dites. Je n’ai jamais été très bon en maths :) Je me demandais si j’intégrais la charge et le flux, j’imaginais qu’il y avait là une composante passive. Peut-être un "forgistor"? Ou est-ce aussi une combinaison de choses que nous avons déjà?

— Phil Frost le

jinawee,

Je pense qu'il y a encore beaucoup de composants "passifs" à découvrir et à inventer. "Passif" est un terme quelque peu trompeur et ambigu que nous utilisons en électronique. Dans le secteur de l’électronique, nous avons beaucoup de terminologie floue qui fait basculer les débutants. On pourrait penser que pour une science exacte, nous utiliserions un langage plus exact. Pas si.

Comme d'autres affiches l'ont indiqué, les trois principaux composants passifs sont les résistances, les condensateurs et les inductances. Je ne sais pas pour ce gizmo memristor. Au cours de mes plus de 50 années d’expérience dans le domaine de l’électronique, je n’en ai jamais tenu un dans la main, ni un de ceux-ci dans une conception de circuit sur laquelle j’ai travaillé.

Néanmoins, je pense que si vous pouviez créer un dispositif capable de convertir la fréquence en une tension CC proportionnelle, comme un thermocouple convertit la température en tension, vous pourriez rejoindre Michael Faraday dans EE Heaven.

De même, si vous pouviez inventer un dispositif qui convertit directement le flux d'électrons en son sans utiliser d'aimant ni de bobine, vous pourriez vous retrouver sur quelque chose de grand.

Ou d'ailleurs un matériau élastique qui convertit directement le courant en force motrice - le tissu musculaire artificiel insaisissable. Cela changerait à jamais le monde de la pornographie autant que la bobine vibrante de Michael Faraday.

Cela fait un bon bout de temps que le monde de l'efficacité énergétique a bénéficié d'une nouvelle composante passive. Tenez-nous au courant de vos progrès.

— FiddyOhm
source

convert frequency to a proportional DC voltage- Vous voulez dire comme un filtre passe-bas couramment utilisé pour convertir une sortie PWN en une tension pour un CAD peu coûteux?

— Michael

a device which converts electron flow directly to sound without the use of a magnet and coil- ou qu’en est-il des appareils qui plient la lumière sans utiliser d’objectif matériel?

— Michael

an elastic material that directly converts current to motive force- ou une holo-diode?

— Michael

@ Michael "Qu'en est-il d'un appareil qui plie la lumière sans utiliser d'objectif matériel?" Regarder dans le ciel par temps clair et vous en verrez un brillant.

— JAB

@JAB Je serais plus inquiet de ce qui arriverait si la planète tombait sur l'appareil.

— AJMansfield