Vive la memristance?
Jul. 26th, 2012 01:22 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
spamsinkНесколько досужих размышлений и вопросов к физикам-электрикам.
Среди пассивных электроприборов о двух проводах были известны резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. Опишем их в терминах черных ящиков исключительно в терминах тока и напряжения.
Идеальный резистор - это такая штука, что если к ней приложить постоянное напряжение, по ней мгновенно потечет постоянный ток, прямо пропорциональный приложенному напряжению, и будет течь сколь угодно долго. Соотношение между полученным током и приложенным напряжением (ампер/вольт = сименс) называется проводимостью. У идеального проводника она равна бесконечности, что на практике, видимо, неудобно, поэтому резисторы характеризуют обратной величиной - сопротивлением: вольт/ампер = ом. Практическое ограничение на максимально допустимое напряжение (а то сгорит) для конкретного резистора, или, что то же самое, ограничение на произведение напряжения и получаемый ток (мощность) - характеристика вторичная и считающаяся технической деталью, существенной лишь при реализации.
NB: резистор - устройство, не хранящее состояния.
Идеальный конденсатор - это такая штука, что если к ней приложить постоянное напряжение, по ней потечёт сколь угодно большой ток, но недолго, и протечёт его в общей сложности определенное конечное количество, прямо пропорциональное приложенному напряжению. Соотношение между интегралом тока и приложенным напряжением (ампер·сек/вольт = фарад = сименс·сек) называется ёмкостью. У идеального проводника она оказывается равна бесконечности, но это почему-то (????) никого не беспокоит. Практическое ограничение на максимально допустимое напряжение (а то пробьёт) для конкретного конденсатора - характеристика вторичная и считающаяся технической деталью, существенной лишь при реализации.
NB: конденсатор - устройство, хранящее состояние после снятия приложенного напряжения, характеризующееся величиной и знаком интеграла тока.
NMB: про заряды, электроны и т.п. нам ничего знать не надо.
Идеальная катушка индуктивности - это такая штука, что если к ней приложить постоянное напряжение, по ней потечёт ток, увеличивающийся от нуля со скоростью, прямо пропорциональной приложенному напряжению, и будет так увеличиваться сколь угодно долго. Соотношение между скоростью изменения тока и приложенным напряжением (ампер/сек/вольт) никак не называется (?), но для идеального проводника оказывается равно бесконечности, что неудобно. По этой и прочим историческим причинам используется обратная величина - индуктивность (вольт/(ампер/сек) = генри = ом·сек). Практические ограничения на напряжение, как они формулируются и в каких единицах выражаются - ????
NB: катушка - устройство, не хранящее состояние.
NMB: про магнитные поля нам ничего знать не надо.
А вот теперь про мемристоры - четвертый пассивный двухполюсной элемент, завершающий, согласно Леону Чуа, их классификацию.
Согласно описанию, это такая штука, сопротивление которой прямо пропорционально интегралу протекшего по ней тока, хранящее величину и знак интеграла как состояние, и обладающее практическим ограничением на протекший ток (а то сопротивление перестанет увеличиваться), т.е. мемристивность - соотношение между сопротивлением и интегралом тока - выходит, что выражается в чуа = ом/(ампер·сек). Как-то несимметричненько получается. И красота описания через постоянное приложенное напряжение нарушается.
Что я делаю не так?
Среди пассивных электроприборов о двух проводах были известны резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. Опишем их в терминах черных ящиков исключительно в терминах тока и напряжения.
Идеальный резистор - это такая штука, что если к ней приложить постоянное напряжение, по ней мгновенно потечет постоянный ток, прямо пропорциональный приложенному напряжению, и будет течь сколь угодно долго. Соотношение между полученным током и приложенным напряжением (ампер/вольт = сименс) называется проводимостью. У идеального проводника она равна бесконечности, что на практике, видимо, неудобно, поэтому резисторы характеризуют обратной величиной - сопротивлением: вольт/ампер = ом. Практическое ограничение на максимально допустимое напряжение (а то сгорит) для конкретного резистора, или, что то же самое, ограничение на произведение напряжения и получаемый ток (мощность) - характеристика вторичная и считающаяся технической деталью, существенной лишь при реализации.
NB: резистор - устройство, не хранящее состояния.
Идеальный конденсатор - это такая штука, что если к ней приложить постоянное напряжение, по ней потечёт сколь угодно большой ток, но недолго, и протечёт его в общей сложности определенное конечное количество, прямо пропорциональное приложенному напряжению. Соотношение между интегралом тока и приложенным напряжением (ампер·сек/вольт = фарад = сименс·сек) называется ёмкостью. У идеального проводника она оказывается равна бесконечности, но это почему-то (????) никого не беспокоит. Практическое ограничение на максимально допустимое напряжение (а то пробьёт) для конкретного конденсатора - характеристика вторичная и считающаяся технической деталью, существенной лишь при реализации.
NB: конденсатор - устройство, хранящее состояние после снятия приложенного напряжения, характеризующееся величиной и знаком интеграла тока.
NMB: про заряды, электроны и т.п. нам ничего знать не надо.
Идеальная катушка индуктивности - это такая штука, что если к ней приложить постоянное напряжение, по ней потечёт ток, увеличивающийся от нуля со скоростью, прямо пропорциональной приложенному напряжению, и будет так увеличиваться сколь угодно долго. Соотношение между скоростью изменения тока и приложенным напряжением (ампер/сек/вольт) никак не называется (?), но для идеального проводника оказывается равно бесконечности, что неудобно. По этой и прочим историческим причинам используется обратная величина - индуктивность (вольт/(ампер/сек) = генри = ом·сек). Практические ограничения на напряжение, как они формулируются и в каких единицах выражаются - ????
NB: катушка - устройство, не хранящее состояние.
NMB: про магнитные поля нам ничего знать не надо.
А вот теперь про мемристоры - четвертый пассивный двухполюсной элемент, завершающий, согласно Леону Чуа, их классификацию.
Согласно описанию, это такая штука, сопротивление которой прямо пропорционально интегралу протекшего по ней тока, хранящее величину и знак интеграла как состояние, и обладающее практическим ограничением на протекший ток (а то сопротивление перестанет увеличиваться), т.е. мемристивность - соотношение между сопротивлением и интегралом тока - выходит, что выражается в чуа = ом/(ампер·сек). Как-то несимметричненько получается. И красота описания через постоянное приложенное напряжение нарушается.
Что я делаю не так?
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2012-07-26 10:20 pm (UTC)no subject
Date: 2012-07-26 10:23 pm (UTC)no subject
Date: 2012-07-26 10:24 pm (UTC)no subject
Date: 2012-07-26 10:33 pm (UTC)no subject
Date: 2012-07-26 10:40 pm (UTC)no subject
Date: 2012-07-26 10:53 pm (UTC)no subject
Date: 2012-07-26 11:43 pm (UTC)"резистор": f(I, U) = 0,
"конденсатор": f(Q, U) = 0,
"катушка": f(I, M) = 0.
no subject
Date: 2012-07-26 11:53 pm (UTC)no subject
Date: 2012-07-26 11:58 pm (UTC)no subject
Date: 2012-07-27 12:53 am (UTC)no subject
Date: 2012-07-27 01:11 am (UTC)no subject
Date: 2012-07-26 10:50 pm (UTC)Мемристор связывает интегралы тока и напряжения.
Это я понимаю умом, но не сердцем.
Для описания катушки я обошелся без понятия магнитного потока, пользуясь лишь понятием идеального источника напряжения, продифференцировав обе части равенства. Попробуй сделать то же самое для мемристора.
no subject
Date: 2012-07-26 11:08 pm (UTC)no subject
Date: 2012-07-26 11:42 pm (UTC)Нет-нет, когда заряд накапливается, сопротивление увеличивается.
У меня появилось соображение, почему подключать идеальный мемристор к идеальному источнику напряжения бессмысленно - потому что он мгновенно "насытится" до бесконечного сопротивления. Тогда подключим его к идеальному источнику постоянного тока: мемристор - это такая штука, что если к ней приложить постоянный ток, на ней будет образовываться разность потенциалов, увеличивающаяся от нуля со скоростью, прямо пропорциональной
интегралу токатоку (соотв. пропорциональная интегралу тока), и будет так увеличиваться сколь угодно долго.no subject
Date: 2012-07-27 01:28 am (UTC)Но не ниже омического сопротивления реального мемристора, и уж точно не ниже нуля в любом случае. Реальные мемристоры, работающие только в одну сторону, я бы сравнил с электролитическими конденсаторами, а идеальный мемристор должен быть симметричен, и мемристивность должна быть его единственной характеристикой.
no subject
Date: 2012-07-26 11:47 pm (UTC)·сек) = ом/сек2. Но это просто величина, обратная ёмкости, опять не то.no subject
Date: 2012-07-27 07:15 am (UTC)Хранящее. После отключения внешнего источника напряжения ток продолжает течь. При разрыве цепи - с визуальными эффектами :-).
no subject
Date: 2012-07-27 07:20 am (UTC)no subject
Date: 2012-07-27 08:13 am (UTC)no subject
Date: 2012-07-27 03:09 pm (UTC)no subject
Date: 2012-07-27 09:20 am (UTC)У неидельного конденсатора тоже есть ток утечки.
no subject
Date: 2012-07-27 03:41 pm (UTC)no subject
Date: 2012-07-27 03:48 pm (UTC)Замыкать нужно потому, что она помнит ток. А конденсатор нельзя замыкать, потому что он помнит напряжение.
no subject
Date: 2012-07-27 04:28 pm (UTC)no subject
Date: 2012-07-27 09:44 pm (UTC)