タグ付けされた質問 「physics」

最近、友人とLaTeXのコンパイルについて話しました。LaTeXは1つのコアのみを使用してコンパイルできます。そのため、LaTeXコンパイルの速度については、CPUのクロック速度が最も重要です（最高のLaTeXコンパイルパフォーマンスのためのハードウェア選択のヒントを参照） 好奇心から、最高のクロック速度を持つCPUを探しました。最高のクロック速度を持っていたのは、4.4 GHz（source）のIntel Xeon X5698だったと思います。 しかし、この質問は販売されるCPUに関するものではありません。あなたが価格を気にしない場合、どれくらい速く得ることができるか知りたいです。 1つの質問は次のとおりです。CPU速度に物理的な制限はありますか？どのくらいの高さですか？ もう1つの質問は、これまでに到達した最高のCPU速度とは何ですか？ 冷却（熱）が非常に困難になるため、CPU速度が制限されていると常に考えてきました。しかし、私の友人は、これが理由だと疑っています（たとえば、科学実験などで従来の/安価な冷却システムを使用する必要がない場合）。 [2]では、伝送遅延がCPU速度の別の制限を引き起こすことを読みました。しかし、彼らはそれがどれくらい速く得ることができるかについて言及しません。 私が見つけたもの [1] 科学者はプロセッサー速度の基本的な最大制限を見つけます：量子コンピューターについてのみであるようですが、この質問は「従来の」CPUについてです。 [2] CPU速度に制限があるのはなぜですか？ 私について 私はコンピューターサイエンスの学生です。CPUについては知っていますが、あまり知りません。そして、この質問にとって重要かもしれない物理学についてはさらに少ない。可能な場合は、そのことを覚えておいてください。

102 cpu  physics 

この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図 私の物理の先生は、抵抗に流れる電流は4Aであると言いました。なぜなら、各バッテリーはそれ自体で抵抗に接続された場合、2Aの電流を持っているからです。ジャンクションルール（これは、総電流が2Aではない理由を彼女に尋ねたときに彼女が与えた説明でした）、しかし、電圧が80のとき、抵抗器を流れる電流は2Aであるため、真実ではありません（これらのバッテリーは並列に接続されています） 、したがって、各バッテリーには1Aがあります。別のバッテリーを追加しても電流が倍にならないため、彼女のロジックが機能しないことをどのように説明すればよいですか？ 編集：オームの法則について尋ねたときの彼女への応答：各バッテリーは2Aの電流を提供するので、どうやらそれぞれのループを個別に扱うことができるため、結合規則により、2Aの電流が結合して4Aになる。

85 resistors  ohms-law  physics 

物理構造が類似/対称であるのに、MOSFETのソース端子のドレイン機能が異なるのはなぜですか？ これはMOSFETです： ドレインとソースが似ていることがわかります。 では、なぜ一方をVCCに、もう一方をGNDに接続する必要があるのですか？

48 mosfet  physics 

時々、電気の低レベルの物理学について混乱します。「どのように電気が回路に電力を供給しているのか」で思いつきましたが、私はそれを完全に理解していません。 電気の流れはどれくらいですか？電子の速度は、抵抗器とワイヤの速度で異なりますか？それは重要ですか？それとも、電子の効果が唯一の重要なものであり、抽象化のレベルが低いと実際には役に立たないでしょうか？ このトピックに関する資料が既にあることは知っていますが、そのうちのいくつかを読みました。このサイトに質問があると、昔からの質問に対する興味深い答えが生まれるかもしれません。 ボーナスポイント： よくある誤解の特定と解消 高校の卒業証書を持っている人が理解できるように説明します。

38 electromagnetism  physics 

多くの場合、電流は水の流れと比較されます。たとえば、水タンクに穴を開けると、タンクの圧力と大気圧が等しくならないか、タンクが空になるまで水が流れます。なぜこれは電気では起こらないのですか？

22 basic  physics 

基礎物理学のコースで教えられているバイポーラ接合トランジスタの（確かに単純化された）モデルは対称的であるように見えます。-では、実際のBJTのコレクターとエミッターの違いは何ですか？トランジスタが対称であれば、この区別はできません... また： BJTにはダイオードのような0.6Vの電圧降下がありますか？ BJTは、ECとCEの両方向に導電性がありますか？ どうもありがとう。

20 transistors  physics 

9ボルトのバッテリーでは、2つの端子を一緒に触れる（または故障した端子を使用する）と、おおよその希望通りに火花が発生します。 これはどのように可能ですか？これが発生すると、ワイヤを取り巻く空気のごく一部のみがイオン化され、それがより目立つようになりますか？私は非常に短い距離で、〜300vが空気の破壊点であると信じているので（たとえば、Paschenの法則によると、多くの場合）、バッテリーがこれを行う方法を理解していません。

18 voltage  physics 

現代の電子機器のクロックソースは、常に機械的に振動を生成する水晶振動子とMEMS発振器から発生しているようです。振動の振幅と周波数は、たとえば楽器で私が観察する日常の機械的振動とは異なる大きさです。それにもかかわらず、静電容量素子や誘導素子を使用するなど、電磁領域でクロックソースを直接取得できないことは驚きです。 特に、インダクタは寄生損失なしで製造するのが難しいことを知っています。しかし、機械的な発振器も理想的ではないと期待しています。 電気の伝播遅延を使用することもできますが、その場合、低速で動作する小さな発振器を作成するのは困難です。 電気振動部品を作るよりも、理想的に微振動デバイスを作ることができるのは本当ですか？

16 oscillator  physics  mems 

もともと書かれていたこの質問は少し狂気に聞こえます。元々は同僚から冗談として私に尋ねられました。私は実験的なNMR物理学者です。私は頻繁に物理実験を行い、最終的には約100〜300 MHzで小さなAC電圧（〜µV）を測定し、可能な限り最小の電流を引き出します。これを行うには、共振空洞とインピーダンス整合（50Ω）同軸導体を使用します。サンプルをkWのRFで爆破したい場合があるため、これらの導体はしばしば非常に「ビーピー」です。高品質のN型コネクタと関心のある周波数での低挿入損失を備えた直径10 mmの同軸ケーブルです。 ただし、以下で概説する理由により、この質問は興味深いと思います。最新の同軸導体アセンブリのDC抵抗は、約1Ω/ kmで測定されることが多く、通常使用する2 mのケーブルでは無視できます。ただし、300 MHzでは、ケーブルの表皮深さは δ=2ρωμ−−−√δ=2ρωμ \delta=\sqrt{{2\rho }\over{\omega\mu}} 約4ミクロン。私の同軸の中心が単線であると仮定した場合（したがって近接効果を無視した場合）、合計AC抵抗は効果的に RAC≈LρπDδ,RAC≈LρπDδ, R_\text{AC}\approx\frac{L\rho}{\pi D\delta}, ここで、Dはケーブルの総直径です。私のシステムでは、これは約0.2Ωです。ただし、他のすべてを一定に保つと、この単純な近似は、AC損失が1 / Dになることを意味し、導体を可能な限り大きくすることを意味する傾向があります。 ただし、上記の説明はノイズを完全に無視しています。考慮すべきノイズの少なくとも3つの主な原因があることを理解しています：（1）導体自体およびネットワーク内の整合コンデンサに誘導される熱（Johnson-Nyquist）ノイズ、（2）RF放射に起因する誘導ノイズ（3）ショットノイズと基本的なソースから発生する1 / fノイズ。これらの3つのソース（および私が見逃したかもしれない！）の相互作用が、上記の結論をどのように変えるかはわかりません。 特に、予想されるジョンソンノイズ電圧の式は、 vn=4kBTRΔf−−−−−−−−√,vn=4kBTRΔf, v_n=\sqrt{4 k_B T R \Delta f}, 導体の質量には本質的に依存しませんが、これはかなり奇妙に感じます。実際の材料の熱質量が大きいほど、（少なくとも一時的に）誘導されるノイズ電流の機会が増えると予想されるかもしれません。また、ですべてのI作業はRFを遮蔽ですが、私は助けることはできませんが、シールド（と部屋の残りの部分）は300 Kでの黒体として放射する...ので、放出することを考えて、いくつかのそれがそうであるとRFを停止するように設計されています。 ある時点で、私の直感では、これらのノイズプロセスは、無意味な、またはまったく有害な導体の直径の増加を共謀すると思います。ナイーブに、これは明らかに真実になったと思います。さもないと、実験室は繊細な実験で使用するために絶対に巨大なケーブルで満たされるでしょう。私は正しいですか？ 何である最適 AC周波数fにおけるいくつかの小さな大きさVの電位差からなる情報を搬送するときに使用する同軸導体径は？すべてが（GaAs FET）プリアンプの制限に支配されているので、この質問はまったく意味がありませんか？

16 noise  physics  signal-to-noise  snr 

ですから、この質問をするのに最適な場所ではないかもしれませんが、デジタルミラーレスカメラの仕組みやCMOSセンサーの技術に精通している人もいるかもしれません。 ローリングシャッターアーティファクトを生成する電子イメージセンサーが、メカニカルシャッターと組み合わせたときにこの問題の画像を生成しない理由はよくわかりません。私が得られないものは次のとおりです： ローリングシャッターは、センサーが一方から他方（通常は上から下）に読み取られるために発生するため、実際の画像は連続するさまざまな瞬間のスキャンラインからつなぎ合わされます。私の理解では、スキャンラインの読み出しは、センサーの上を移動するメカニカルシャッターウィンドウを模倣します（？）。センサーの前でメカニカルシャッターが使用されると、シャッターがこのタスクを引き継ぎますが、センサーは一度にグローバルに読み出されます（？）。したがって、ローリングシャッターアーティファクトは最終画像に表示されません。しかし、センサーを一度にグローバルに読み取ることができる場合、電子シャッターを使用しているときにこれが単純に行われないのはなぜですか？ローリングシャッターを回避して、センサーを例えば1/2000秒以内に完全にオン/オフできないのはなぜですか？画像を撮るのに「スキャンライン方式」が必要なのはなぜですか、 メカニカルシャッターで10 fpsで静止画像を撮影できるカメラを持っている場合、ローリングシャッターを生成せずにセンサーが10 fpsで電子的に画像を撮影できることを意味しないのはなぜですか？ ローリングシャッターの一般的な理由を説明するこの投稿を見つけましたが、私が持っている特定の質問ではありません。 私の仮定が正しいかどうかさえわかりませんが、誰かがこれに光を当てることができれば、私は喜んでいます。

16 sensor  cmos  camera  physics  image-sensor 

両方の物理学者は、今日でも回路の電子的挙動を支配する非常に強力な法律を開発しました。 これらは毎日問題を解決し、回路変数を計算するのに役立ちます...しかし、前述の法律が発見される前にエンジニアはどのようにそれをしましたか？ この前に今日受け入れられない代替法が使用された場合、これは法の発見まで行われた研究が間違っていたことを意味しますか？キルヒホフとオーム自身は間違った理論に頼って「良いもの」を作りましたか？

15 ohms-law  kirchhoffs-laws  physics  history 

教師が高速道路の例えを使ってその理由を説明しました。車線が多いほど、車の通過速度が速くなります。車線の数は明らかにワイヤの太さを表し、車は電子を表します。簡単です。 しかし、特定のポイントの後、ワイヤはそれほど太くならないはずです。その後の太さは抵抗に影響しませんか？たとえば、高速道路を100台の車が通っている場合、4車線の高速道路では車線が1車線より少ないため、車線は1車線よりもはるかに速く移動できます。しかし、1000レーンの高速道路は、10000レーンの高速道路と同じくらい効率的です。なぜなら、両方の高速道路では、すべての車が独自のレーンを持っているからです。100レーン後、レーンの数は抵抗を提供しません。 それでは、なぜワイヤの厚さを増やすと抵抗が常に減少するのでしょうか？

15 electromagnetism  physics 

私はグーグルで多くのフォーラムや論文を検索しましたが、何も思いつきませんでした。私の教えを聞いても、彼らは知りませんでした。ピエゾ効果について何か言いましたが、彼女はそれについて確信がありませんでした。ベンダーによるグラフです。セラミックコンデンサの印加電圧に対する容量値の変化です。 質問は簡単です：極性間での電圧差の変化に伴ってコンデンサが静電容量するのはなぜですか？

14 capacitor  physics 

だから私はLEDが最大電流（たとえば20mAなど）を持っていることを理解していますが、科学的にこれはなぜですか？ 水のアナロジーを使用すると、高電圧は何かを台無しにするものになると思われます（パイプなどを吹き飛ばす膨大な量の「圧力」のように考えたいです）。なぜ電子の流れの速度が何かにダメージを与えるのでしょうか？

14 led  theory  physics 

これは、NPN BJT（バイポーラジャンクショントランジスタ）について私が知っていることです。 ベースエミッタ電流はコレクタエミッタでHFE倍に増幅されるため、 Ice = Ibe * HFE Vbeはベースエミッタ間の電圧であり、他のダイオードと同様に、通常は約0.65 Vです。Vecしかし、私は覚えていません。 Vbeが最小しきい値よりも低い場合、トランジスタは開いており、どの接点にも電流は流れません。（大丈夫、たぶん数μAのリーク電流ですが、それは関係ありません） しかし、まだいくつか質問があります。 トランジスタが飽和しているときの動作は？ Vbeしきい値より低い以外の条件の下で、トランジスタをオープン状態にすることは可能ですか？ さらに、この質問で私が犯した間違いを（回答で）遠慮なく指摘してください。 関連する質問： トランジスタがどのように機能するかは気にしませんが、どのように動作させることができますか？

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