He leído que hay cuatro tipos de elementos pasivos: resistencias, condensadores, inductores y memristores.
El memristor se predijo 30 años antes de que se produjera. Pero, ¿por qué no se puede inventar otro tipo de elemento pasivo? ¿Hay alguna prueba?
La definición que estoy usando de elementos pasivos es algo sin ganancia, sin control y lineal.
Existen cuatro magnitudes físicas de interés para la electrónica: tensión, flujo, carga y corriente. Si tienes cuatro cosas y quieres elija dos, el orden no importa Hay 4C2 = 6 maneras de hacerlo. Dos de las cantidades físicas son definido en términos de los otros dos. (La corriente es el cambio de carga en el tiempo. El voltaje es el cambio de flujo en el tiempo). Esto deja cuatro relaciones posibles: resistencia, inductancia, capacitancia y memristancia. 
Si quieres otro componente fundamental, necesitas otra cantidad física que se relacione con estas cuatro. Y aunque hay muchas magnitudes físicas que se pueden medir, ninguna parece estar tan estrechamente vinculada como éstas. Supongo que esto se debe a que la electricidad y el magnetismo son dos aspectos de la misma fuerza . Además, supongo que como ahora se entiende que el electromagnetismo es parte de la electrodébil fuerza, se podrían plantear algunas relaciones entre la interacción nuclear débil y nuestros cuatro elementos de tensión, corriente, carga y flujo.
No tengo la menor idea de cómo se manifestaría físicamente, sobre todo teniendo en cuenta la relativa debilidad de la fuerza nuclear débil a cualquier distancia intranuclear. ¿Quizás en presencia de fuertes campos magnéticos o eléctricos que afecten a las tasas de desintegración radiactiva? ¿O al precipitar o impedir la fusión nuclear? Además, supongo (estoy en racha) que las intensidades de campo requeridas serían fenomenales, por lo que no son prácticas para la ingeniería cotidiana.
Pero eso son muchas suposiciones. Soy un simple ingeniero y no estoy cualificado para especular sobre estas cosas.
Creo que es más bien "alguien decidió que hay cuatro magnitudes físicas de interés para la electrónica". Y en realidad quizá sólo haya dos, ya que la carga es la integral de la corriente, y el flujo la integral del voltaje. La temperatura es bastante importante. También lo es la potencia, o su derivada, la energía. O tal vez quiera integrar el flujo para obtener una nueva cosa, y definir un componente sobre eso.
Creo que quizás la prueba está en el requisito (establecido en la pregunta) de que estos componentes pasivos sean lineal y eso significa que tienen alguna relación lineal entre la corriente y la tensión, por lo que no puede haber otras magnitudes físicas de interés, por definición. Pero sólo estoy suponiendo.
La resistencia es no definido como \$R = \frac{dv}{di}\$ sino, más bien, como el constante de proporcionalidad de tensión y corriente, \$R = \dfrac{v}{i}\$ Así que.., en el mejor de los casos Este gráfico es engañoso. Por ejemplo, una fuente de tensión ideal en serie con una resistencia ideal \$R\$ satisface \$R = \frac{dv}{di}\$ pero dicha combinación no es un elemento fundamental del circuito pasivo .
Pero, ¿por qué no se puede inventar otro tipo de elemento pasivo? ¿Hay alguna prueba?
Bueno, hay una prueba, pero es circular. Si tomas "las cuatro variables electrónicas fundamentales", sólo hay seis formas de combinarlas linealmente. Cuatro de las formas son componentes, y las otras dos son definiciones. La respuesta de Stephen lo explica bien. Sólo hay cuatro componentes pasivos porque quien hizo esa afirmación sólo permitió cuatro variables.
Puedo "inventar" más "componentes que faltan" introduciendo más variables. La corriente es la derivada de la carga con respecto al tiempo:
$$ i = \frac{\mathrm dq}{\mathrm dt} $$
Voy a definir un nuevo término: surgingness. Es la derivada de la corriente con respecto al tiempo:
$$ s = \frac{\mathrm di}{\mathrm dt} $$
¿Mente en blanco? Vuelve a ponerlo en su sitio. Lo hacemos todo el tiempo en la física. Estas secuencias son análogas:
Podemos diferenciar las variables tantas veces como queramos y dar nombres a los resultados, si queremos. La física tiene incluso un nombre para la derivada de la aceleración: jerk .
Ahora podemos pegar el surgingness en ese gráfico de la respuesta de Stephen. Va por debajo y a la izquierda de la corriente.
Ahora podemos preguntarnos, ¿cuál es el componente que conecta la sobretensión con el voltaje? Sería un componente que obedece:
$$ \mathrm dv = P \mathrm ds $$
Voy a llamar a \$P\$ Philistance . El componente se denomina Philator .
¿Cuál es la utilidad de este componente? No tengo ni idea, pero predigo que existe. Dentro de unas décadas, cuando se invente, diré "te lo dije" y seré famoso.
Si \$s = \frac{di}{dt}\$ y \$dv = P ds\$ entonces \$v = P\frac{di}{dt} + V\$ es decir, el Philator es sólo un inductor en serie con una fuente de tensión constante.
@AlfredCentauri Lo que significa que si haces un pasivo Philator, efectivamente serás muy famoso.
Jinawee,
Creo que hay un gran número de componentes "pasivos" aún por descubrir e inventar. "Pasivo" es un término algo engañoso y ambiguo que utilizamos en electrónica. En electrónica tenemos mucha terminología suelta que lanza a los principiantes una bola curva. Se podría pensar que, para una ciencia exacta, utilizaríamos un lenguaje más preciso. Pero no es así.
Como han indicado otros carteles, los tres grandes pasivos son las resistencias, los condensadores y los inductores. No conozco el artilugio del memristor. En mis más de 50 años de experiencia en electrónica nunca he tenido uno en la mano ni me ha surgido en un diseño de circuito en el que haya trabajado.
Sin embargo, creo que si pudieras idear un dispositivo que convirtiera la frecuencia en una tensión continua proporcional, como un termopar convierte la temperatura en tensión, podrías unirte a gente como Michael Faraday en el cielo de los EE.
Del mismo modo, si se pudiera inventar un dispositivo que convirtiera el flujo de electrones directamente en sonido sin necesidad de utilizar un imán y una bobina, también se podría hacer algo grande.
O, para el caso, un material elástico que convierta directamente la corriente en fuerza motriz: el esquivo tejido muscular artificial. Eso cambiaría para siempre el mundo de la pornografía tanto como lo hizo la bobina vibratoria de Michael Faraday.
Hacía tiempo que el mundo de la EE no disfrutaba de un nuevo componente pasivo. Manténganos informados de sus progresos.
convert frequency to a proportional DC voltage - ¿te refieres a un filtro de paso bajo comúnmente utilizado para convertir una salida PWN en un voltaje para un barato,DAC?
a device which converts electron flow directly to sound without the use of a magnet and coil - ¿o qué tal un dispositivo que desvíe la luz sin el uso de una lente material?
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Hay un gráfico muy elegante, que tal vez hayas visto. es.wikipedia.org/wiki/ Desgraciadamente, sólo me encuentro mirándolo y pensando en los memristores, en lugar de sentir que la pregunta ha sido respondida.
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@PhilFrost ¡Está claro que no soy el único al que le gusta ese gráfico!
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Creo que es importante tener en cuenta que cada cable presenta resistencia, capacitancia e inductancia. Estas son ideal elementos del circuito, pero en la vida real son características de casi todos los elementos del circuito. El memristor no encaja en ese molde. No se puede hablar de la "memristancia" de un cable. En mi opinión, el memristor no pertenece al mismo conjunto que la resistencia, la capacitancia y la inductancia.
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Estoy usando de elementos pasivos es algo sin ganancia, sin control y lineal. Entonces el memristor no es un elemento pasivo ya que es no lineal (excepto en el caso trivial en el que es sólo una resistencia). Según Wiki, para el memristor tenemos: \$v = M(q)i \$ donde se entiende que q es la integral temporal de \$i\$ . Si \$M(q)\$ es constante, \$v \propto i\$ y, por tanto, tenemos una resistencia. De lo contrario, \$v\$ no es una función lineal de \$i\$ . Por ejemplo, si \$M(q) = mq\$ entonces \$\frac{dv}{dt} = m(i^2 + q\frac{di}{dt})\$
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@AlfredCentauri Así que contradice esta respuesta electronics.stackexchange.com/a/82801/24361 ?
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@jinawee, si un elemento pasivo debe ser lineal El memristor no es un elemento pasivo. Del artículo de la Wiki "Memristor": En su artículo de 1971, Chua extrapoló una simetría conceptual entre la resistencia no lineal (tensión frente a la corriente), el condensador no lineal (tensión frente a la carga) y el inductor no lineal (enlace de flujo magnético frente a la corriente). A continuación, dedujo la posibilidad de un memristor como otro elemento fundamental del circuito no lineal que vincula el enlace de flujo magnético y la carga.
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El gráfico enlazado por PhilFrost siempre me hace pensar, "¿por qué no hay ningún componente en la línea de tensión-flujo? ¿O la línea de carga-corriente? Oh, mierda, eso es sólo tiempo ". Así que ¿podríamos hacer un componente para el tiempo? :D