Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 33
Очень познавательно. А правильные (предполагаемые - от задающего) ответы в формат квиза не входят?
Интересные вопросы! На некоторые я ждал ответы с большим нетерпением. Спасибо!
Спасибо за организацию квиза! Отличная штука получилась.
Ответы
Вроде - не зависит. Сперва подумал, что к одному полюсу и цепь не замкнута. Много думал.
Конденсатор, выводы которого попеременно подключаются к точкам схемы с разными потенциалами. Может использоваться не только для изменения полярности напряжения (обычно), но и для фильтрации сигналов. В ещё более широком смысле - может использоваться как устройство выборки и хранения (sample and hold) аналогового сигнала или даже как часть АЦП (charge redistribution)
Не знаю. Вероятно - это тальк. Чтобы ослабить сцепление изоляции с жилами и уменьшить вероятность её повреждения при сгибании провода.
Теоретически - можно. Практически - точно можно было лет 20-30 назад. Сейчас - надо сверяться с документацией и/или app. notes производителей насчёт ТКС Rdson (в т.ч. - в зависимости в Vgs).
Для переключения в режим Host или On-the-Go (если поддерживается устройством). В miniUSB - тоже был.
Для облегчения (удешевления) фильтрации компонентов входного сигнала с частотами более Fsample/2. Если в сигнале заведомо нет частот выше Fsignal, запас свыше Fsignal*2 - не нужен. Стробоскопическое измерение (Fsignal > Fsample) - требует отдельных оговорок.
Не знаю как они устроены.
Не знаю. Вероятно - для выравнивания влияния ориентации стекловолоконных нитей в подстилающем слое платы?
Не знаю. Для ответа - нужен максимальный ток через выводы питания. Ориентировочно - не более 100-200 мА.
НЯЗ - MSL больше зависит от объёма корпуса компонента, чем от вида реактопласта.
Классика. Переключает выпрямитель из мостовой схемы (Греца) в схему с удвоением выходного напряжения (Латура-Дилона).
Без понятия. Надо смотреть документацию на контроллер (reset/brown-out, тактовые генераторы) и какой пролог генерирует Сомпилятор.
КМК - все простые методы будут электротехническими в той или иной мере. Что измерение ёмкости в зависимости от приложенного напряжения, что наблюдение сегнетоэлектрических свойств по генерации или приёму вибрации. Неэлектрический - определение состава керамики химическими методами.
Не знаю. Судя по подписям - для возможности выбора полярности сигнала без изменения схемы?
Формулу никакого конвертера на память не помню. Смотрю в справочнике.
Ни один ИИ не пострадал.
Интересные вопросы. У меня в этот раз не было на примете ничего, достойного внимания.
Тамада и конкурсы интересные
Мне понравился вопрос про источник напряжения, поле и проводник. А кто знает правильный ответ на него?
Я что-то передумал насчёт своего ответа на этот вопрос :) Может сюда заглянет физик, который даст обоснованное объяснение.
В вопросе не хватает конкретики. От этого зависит, какими упрощениями можно пользоваться в ответе, а какими нельзя. Автор что-то, наверное, подразумевает, но с нами не поделился.
И в самом вопросе содержится некорректное утверждение: электрическое поле заставляет электрон не двигаться, а ускоряться. Двигаться он по классическим закона Ньютона может и сам. Раз ток постоянный, то сумма сил в среднем нулевая. Но спрашивал ли автор про сумму сил, или только про силу со стороны поля - не понятно.
Этот вопрос - пересказ обсуждения с форума.
TLDR: казалось бы, напряженность поля и соответственно, сила, действующая на электрон, пропорциональна длине проводника. Но в проводнике 1000 км она должна получиться совсем ничтожной. Но ток-то идет.
Не вижу противоречий. У сверхпроводника, например, нулевое сопротивление. По закону Ома это даёт нулевую разность потенциалов на его концах. То есть, поля там вообще нет. Но ток течёт, и хорошо течёт.
Ну и у электрона ведь нет трения покоя. Соответственно, его можно разогнать любым полем, даже очень маленьким.
А еще электрон можно запустить в вакууме, там он тоже будет лететь без нужды во внешнем поле. И что?
Изначально вопрос был про проводник, если что.
Верно. Никаких уточнений, что под проводником понимается всякая экзотика, нет. Никаких уточнений о том, что вместе с длиной меняется толщина, материал или температура, тоже нет. И нет даже уточнений, что по длине проводника к нему прикладываются внешние поля.
Сформулируйте, что вам не понравилось, более внятно.
Ок. Пример без экзотики. Берём обычный провод из магазина, и используем его по прямому назначению - передать энергию от источника напряжения в нагрузку.
Если на 1 м провода омические потери будут, например, 1 мВ, то на 1 км этого же провода упадёт 1 В. Напряжённость поля в проводе какой была (1 мВ/1 м), такой и осталась (1 В/1 км). Значит, условие задачи описывает какое-то более экзотическое применение провода.
Ладно, пусть сам провод является нагрузкой. Тёплый пол, или просто КЗ где-то там, за 1000 км. Тогда на проводе падает всё напряжение питания, и напряжённость поля зависит от длины, как по условию задачи. Ну так и сопротивление длинного провода больше, и ток в нём по закону Ома получается меньше. Никаких противоречий тоже не видно.
Валидна ли аналогия с дорогой идущей под горку и мячиком, который катится по ней с трением?
напряжение - это перепад высот,
длина проводника - это длина дороги,
сопротивление - это сила трения.
Если да, то можно задаться вопросом, зависит ли сила, действующая на мяч от длины дороги?
Сама сила тяжести - не зависит.
Но проекция силы тяжести на дорогу зависит от её длины.
Но на мяч действует не только сила тяжести, но и сила трения, и она не зависит от длины дороги.
Выбирая интересующую нас силу будем получать разный ответ.
Но на мяч действует не только сила тяжести, но и сила трения, и она не зависит от длины дороги.
Хотя...
Если мы раскладываем силу тяжести на проекцию вдоль дороги и перпендикуляр к дороге, то
перпендикулярная составляющая зависит от наклона дороги,
который зависит от длины дороги.
А от перпендикулярной составляющей сила трения как раз будет зависеть.
Т.е. сила, действующая на мяч скорее зависит от длины дороги, если только мы не говорим о первозданной силе тяжести, направленной вниз.
Да, на поведение омической нагрузки при постоянном напряжении аналогия чем-то похожа. Только если силу трения заменить, например, на сопротивление воздуха, которое зависит от скорости (и здесь это слово: "сопротивление"). Тогда в установившемся режиме постоянный ток получается такой, что сила вязкого трения уравновешивает гравитацию.
Но мячиков на дороге очень много (проводник - это ж всё-таки никак не вакуум). И тут аналогия заканчивается, и начинаются невообразимые вещи: мячики эти, оказывается, обладают антигравитацией по отношению друг-к-другу. А там, где мячиков оказалось слишком много, они начинают сами наклонять дорогу в обратную сторону.
По хорошей дороге (медь) они перераспределяются легко, и быстро её выпрямляют. Но дорога на концах закреплена. Из-за этого плохой участок дороги (нагрузка) наклоняется ещё больше.
Как-то так, наверное
Да, соглашусь. Отличная модель. Хотя и немножко ломает мозг.
Получается, исходная формулировка вопроса получилась неудачной. Как на счет резкого включения внешнего поля, когда электроны еще не успели сместиться? Ну то есть будет ли зависеть действующая сила от длины в такой модели.
В принципе, и на том форуме нашлись интересные тонкости. Например, мы знаем, что дрейфовая скорость электронов невелика. Но если взять провод и поднести к источнику напряжения, электроны почти мгновенно сдвинутся к одному краю, чтобы его компенсировать. Получается, в установившемся режиме электроны так медленно ползут именно из-за этой "антигравитации".
Как на счет резкого включения внешнего поля, когда электроны еще не успели сместиться? Ну то есть будет ли зависеть действующая сила от длины в такой модели.
При том же напряжении на концах более длинного провода? Ну да, будет. Напряжённость поля-то меньше.
Например, мы знаем, что дрейфовая скорость электронов невелика. Но если взять провод и поднести к источнику напряжения, электроны почти мгновенно сдвинутся к одному краю, чтобы его компенсировать.
Да, на первый взгляд, выглядит странно. Но в проводнике просто гигантская плотность свободных электронов. Грубо говоря, каждый атом уважающего себя проводника сдаёт все свои валентные электроны в общак. И у этого общака гигантский заряд.
В цифрах это выглядит так: из таблички по ссылке выше в 1 см³ меди (метровый провод сечением 1 мм²) 8,47х10²² свободных электронов. Это 13600 кулон заряда. При 10-амперном токе (10 кулон в секунду) весь этот заряд протолкнётся через провод больше, чем за 22 минуты.
Скорость дрейфа действительно получается не космическая. Всё верно. И там, где плотность носителей маленькая (в вакуумных или газоразрядных штуках), скорость дрейфа значительно выше.
При том же напряжении на концах более длинного провода? Ну да, будет. Напряжённость поля-то меньше.
При резком включении поля. Пока электроны еще не начали двигаться. Или оно не будет сконцентировано в проводнике?
Но в проводнике просто гигантская плотность свободных электронов.
Ну да. Можно считать, что в металле каждый атом отдает по одному электрону. Если верить Википедии, ρ=8,92г/см³, M=63.5г/моль. Получается,
m=ρV; N=Nₐ*m/M = NₐρV/M;
n = N/V = ρNₐ/M = 8.92 * 63.5 * 6⋅10²³ = 8.42⋅10²² см⁻³. Немножко отличается от ваших данных, но именно что немножко.
А теперь про скорость.
I = q/t = eN/t = enV/t = enSL/t = enSvt/t = enSv.
v = I/neS = 10 / 8.42⋅10²² * 1.6⋅10⁻¹⁹ * 10⁻² = 0,07 см/с
Как-то маловато получилось. Мне что-то запомнилось про единицы сантиметров в секунду. Или я считать не умею?
С другой стороны чтобы скомпенсировать внешнее поле, этому гигантскому заряду не нужно полностью переползать на один конец провода. Достаточно немного перераспределиться.
Это-то да, но все равно ж придется перераспределиться по всему проводнику, должна возникнуть разность концентрации между концами.
Скорость дрейфа действительно получается не космическая. Всё верно. И там, где плотность носителей маленькая (в вакуумных или газоразрядных штуках), скорость дрейфа значительно выше.
Ну, в вакуумных приборах о дрейфе говорить не приходится, там баллистика.
Если собрать заряд свободных электронов на одном конце провода
... то никакой материал не выдержит, его просто порвет электростатическим отталкиванием.
Или оно не будет сконцентировано в проводнике?
Концентрировать поле может только что-то с высокой проницаемостью (см. "керамическая smd-антенна", например). Провод за счëт перераспределения заряда создаëт "противополе", которое обнуляет внешнее поле. И в самом проводе, и рядом с ним. Как обычная антенна.
должна возникнуть разность концентрации между концами.
Попробую картинку нарисовать, как я это вижу.
Похоже, статью можно писать про визуализацию процессов в проводе и снаружи. В прямом - понятно. Вот только разберусь, что происходит в кривом проводе, и в сложенном пополам. Это сложнее оказалось.
С другой стороны чтобы скомпенсировать внешнее поле, этому гигантскому заряду не нужно полностью переползать на один конец провода. Достаточно немного перераспределиться.
В цифрах грубо получается так: пусть ёмкость между концами этого провода, скажем, 100 пФ. Не скажу точно, но порядок такой, вроде. Если собрать заряд свободных электронов на одном конце провода, по формуле q=CU напряжение на его концах получится 136х10¹² В (теравольт!). Так что скомпенсировать 220 В или даже 220 кВ проводнику вообще не сложно.
Когда будет следующий квиз?
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Электроника в вопросах и ответах 3