受動要素が4つしかないのはなぜですか？

抵抗、コンデンサ、インダクタ、メモリスタの4種類の受動素子があることを読みました。

メモリスタは、それが生産された30年前に予測しました。しかし、なぜ他のタイプの受動素子を発明できなかったのですか？証拠はありますか？

私が受動素子に使用している定義は、ゲインも制御も線形でもないものです。

components passive-components

— ジーナウィー
ソース

あなたが見たかもしれないこの派手なグラフィックがあります。en.wikipedia.org/wiki/…残念ながら、質問に答えられたように感じるのではなく、それを見つめてメモリスタについて考えているだけです。

— フィルフロスト14年

@PhilFrostあのグラフィックが好きなのは明らかに私だけではありません！

— スティーブンコリングズ14年

すべてのワイヤが抵抗、静電容量、インダクタンスを表示することに留意することが重要だと思います。これらは理想的な回路要素ですが、実際にはほとんどすべての回路要素の特性です。メモリスタはその型には適合しません。ワイヤーの「記憶」について話すことはできません。私の考えでは、メモリスタは抵抗、静電容量、インダクタンスと同じセットに属していません。

— ジョーハス14年

私は受動素子を使用していますが、ゲインも制御も線形ではありません。 その場合、メモリスタは非線形であるため、受動素子ではありません（単なる抵抗であるという些細な場合を除く）。Wikiによると、memristorについては次のとおりです。v

v = M (q) i

$v = M(q)i$ qは理解されているの時間積分であることを

。場合は

一定で、

、したがって、我々は抵抗があります。それ以外の場合、

は

線形関数ではありません。たとえば、

then

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})

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

— アルフレッドケンタウリ14年

@jinawee、受動素子が線形でなければならない場合、メモリスタは受動素子ではありません。Wikiの記事「Memristor」から： 1971年の論文で、Chuaは非線形抵抗（電圧対電流）、非線形コンデンサ（電圧対電荷）、非線形インダクタ（磁束結合対電流）の概念的な対称性を推定しました。その後、彼は、磁束結合と電荷をリンクする別の基本的な非線形回路要素としてメモリスタの可能性を推測しました。

— アルフレッドケンタウリ14年

回答:

エレクトロニクスにとって重要な物理量は、電圧、磁束、電荷、電流の4つです。4つのものがあり、重要ではない順序を2つ選択したい場合、4C2 = 6の方法があります。物理量のうち2つは、他の2つに関して定義されます。（電流は時間の経過に伴う電荷の変化です。電圧は時間の経過に伴う磁束の変化です。）これにより、抵抗、インダクタンス、キャパシタンス、およびメモリンスの4つの可能な関係が残ります。ここに画像の説明を入力してください

別の基本コンポーネントが必要な場合は、これら4つに関連する別の物理量が必要です。また、測定できる物理量は数多くありますが、これらほど密に結合していると思われるものはありません。これは電気と磁気が同じ力の 2つの側面であるからだと思う。私はさらに電磁気が今の一部であると理解されているためと仮定したい電弱力、1は弱い核の相互作用や電圧、電流、充電、およびフラックスの私たちの四つの要素間の何らかの関係を断定することができるかもしれません。

特に核内距離の短い場所での弱い核力の相対的な弱さを考えると、これが物理的にどのように現れるかについての最初の手掛かりがありません。おそらく、放射性崩壊の速度に影響を与える強い磁場または電界の存在下で？または、核融合を促進または防止しますか？必要な電界強度は驚異的であると私はさらに思っています（私はロール上にいます）、それが日常のエンジニアリングにとって実用的ではない理由です。

しかし、それは多くの推測です。私は単なるエンジニアであり、そのようなことを推測する資格はありません。

— スティーブンコリングス
ソース

それは「電子工学に興味のある物理量が4つあると誰かが決めた」ようなものだと思います。電荷は電流の積分であり、磁束は電圧の積分であるため、実際にはたった2つしかありません。温度は非常に重要です。パワー、またはその派生エネルギーも同様です。または、新しいものを取得するためにフラックスを統合し、それに関するコンポーネントを定義したいかもしれません。

— フィルフロスト14年

おそらく、これらの受動部品が線形であるという要件（問題で設定されている）に証拠があると思います。つまり、電流と電圧の間に線形関係があるため、定義により、他の物理的な量はありません。しかし、私は推測しています。

— フィルフロスト14年

抵抗はとして定義されていません

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 Wikipediaのmemristorの記事には、すべてが微分方程式として記述されている理由を説明する説明が少しあります。従うとは言えませんが（数学はあまり上手く話せません）、「メモリスタについて議論するのが簡単になるから」と理解しました。

— フィルフロスト14年

個人的に私はMを定義するために他の方法でラウンドを選択しているだろう、そうDQ =MdΦ、あなたはDQ = CDVと比較し、正当フラックスコンデンサー、それらを呼び出すことができます

— ピートKirkham

しかし、なぜ他のタイプの受動素子を発明できなかったのですか？証拠はありますか？

まあ、証拠がありますが、それは円形です。「4つの基本的な電子変数」を取る場合、それらを線形に結合する方法は6つしかありません。4つの方法はコンポーネントであり、他の2つの方法は定義です。スティーブンの答えはこれをよく説明しています。その主張をした人はだれでも4つの変数しか許可していないため、4つの受動コンポーネントしかありません。

より多くの変数を導入することで、より多くの「欠けているコンポーネント」を「発明」できます。電流は、時間に関する電荷の導関数です。

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

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

私は新しい用語を定義します：サージングネス。これは、時間に関する電流の導関数です。

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

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

心が吹き飛ばされた？一緒に戻します。これは常に物理学で行います。これらのシーケンスは類似しています：

位置、速度、加速度
充電、電流、サージ

必要に応じて何度でも変数を区別し、必要に応じて結果の名前を付けることができます。物理学には、加速の派生物であるjerkの名前さえあります。

これで、Stephenの答えから、そのグラフィックにサージを挿入できます。これは、現在の左下に移動します。

さて、サージと電圧を結び付けるコンポーネントは何ですか？それは従うコンポーネントです：

d v = P d s

$\mathrm dv = P \mathrm ds$

$P$

このコンポーネントのユーティリティは何ですか？私は手がかりはありませんが、存在することを予測しています。それが発明された数十年後、私は「そう言った」と言い、有名になります。

— フィル・フロスト
ソース

あなたはただのペリシテ人だと思います。

— ホッブズ14年

場合

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これは、受動的な弁論者を作ると、本当に有名になるということです。

— Buhb

@Buhb、受身の哲学者は結婚した独身者のようです。

— アルフレッドケンタウリ14年

@AlfredCentauriあなたがそう言うなら。私は決して数学が得意ではありませんでした:)電荷と磁束を統合し、そこに受動部品があると想像してください。おそらく「フォルギスター」ですか？それとも、私たちがすでに持っているもののいくつかの組み合わせですか？

— フィルフロスト14年

ジーナウィー、

まだ発見も発明もされていない「受動的な」コンポーネントがたくさんあると思います。「受動的」とは、電子機器で使用する多少欺de的で曖昧な用語です。エレクトロニクスでは、初心者にカーブボールを投げかける多くの緩い用語があります。正確な科学のためには、より正確な言語を使用すると思います。そうではない。

他のポスターが示しているように、大きな3つの受動素子は抵抗、コンデンサ、およびインダクタです。このメモリスタギズモについては知りません。私の50年以上の電子機器の経験では、手に持ったことがなく、自分が取り組んだ回路設計で出てきたことがありませんでした。

それにも関わらず、熱電対が温度を電圧に変換するように、周波数を比例DC電圧に変換できるデバイスを思い付くことができれば、EE HeavenのMichael Faradayのようなものに参加できると思います。

同様に、磁石とコイルを使用せずに電子の流れを直接音に変換するデバイスを発明できれば、大きなものに出会えるかもしれません。

あるいは、電流を動力に直接変換する弾性材料-捉えにくい人工筋肉組織。それはマイケル・ファラデーの振動コイルがしたようにポルノの世界を永久に変えるでしょう。

EEの世界が新しい受動部品を享受してからかなりの時間が経ちました。進捗状況をお知らせください。

— フィディオーム
ソース

convert frequency to a proportional DC voltage-安価なDACのためにPWN出力を電圧に変換するために一般的に使用されるローパスフィルタのようなものですか？

— マイケル14年

a device which converts electron flow directly to sound without the use of a magnet and coil-または、材料レンズを使用せずに光を曲げるデバイスはどうですか？

— マイケル14年

an elastic material that directly converts current to motive force-またはホロダイオード？

— マイケル14年

@Michael「マテリアルレンズを使用せずに光を曲げるデバイスはどうですか？」晴れた日に空を見上げると、明るく輝いているのが見えます。

— JAB 14年

@JAB惑星がデバイスに落ちた場合にどうなるか、私はもっと心配です。

— AJMansfield 14年