क्या गर्मी, प्रतिरोध और वर्तमान के बीच उतार-चढ़ाव का प्रभाव है?

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हमें बताया गया है कि ऊष्मा एक प्रतिरोधक प्रतिरोध को बढ़ाती है (या इसके चालन को घटाती है) और प्रतिरोध बढ़ने पर वर्तमान घट जाती है।

इसलिए कम धारा के साथ, कम गर्मी का प्रसार होगा, जो प्रतिरोध को गिराता है और अधिक प्रवाह का कारण बनता है, और फिर फिर से, अधिक वर्तमान, अधिक गर्मी ... यह एक अंतहीन चक्र की तरह लगता है।

क्या यह उतार-चढ़ाव कभी वास्तविक सर्किट में होता है? क्या यह किसी बिंदु पर रुकता है?

(मैं डीसी सर्किट की बात कर रहा हूं, क्योंकि यह शायद एसी सर्किट में बहुत अधिक जटिल होगा)

— soundslikefiziks
स्रोत

जब वे केवल एक अवरोधक में फेंक सकते हैं तो इंजीनियर चतुर ऑसिलेटिंग सर्किट क्यों बनाते हैं? / व्यंग्य

— दिमित्री ग्रिगोरीव

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@ डमित्रीग्रीगोरीव: क्योंकि ऐसा थरथरानवाला लगता है जैसे यह परिवेशीय ऊष्मा के प्रति बहुत संवेदनशील होगा (यह मानते हुए कि यह काम करेगा)

— MSalters

आप जो वर्णन कर रहे हैं, वह ऐसा है कि रोकनेवाला निरंतर चालू स्रोत -> P = R * I² द्वारा संचालित होता है। ऐसा हो सकता है, और थर्मल रनवे कहा जाता है। इसका मतलब यह भी है कि वर्तमान स्रोत को अधिक से अधिक शक्ति प्रदान करना है (वास्तविक में आपके पास एक सीमा है, या हो सकता है कि अवरोधक बहता है या दूर निकलता है।) हालांकि, ज्यादातर मामलों में आपके पास वोल्टेज स्रोत होगा। उस स्थिति में P = U ^ 2 / R, अर्थात उच्च R, स्रोत को वितरित करने के लिए कम शक्ति है। यह स्थिर है, अगर अस्थायी गुणांक सकारात्मक है। 4

— abu_bua

दूर से संबंधित: एक रेशा प्रकाश बल्ब के प्रतिरोध

— निक एलेक्सीव

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मैं हमेशा एक वोल्टेज स्रोत द्वारा संचालित श्रृंखला में दो समान तापदीप्त प्रकाश बल्बों के बारे में सोचता था। थोड़ा अधिक प्रतिरोध वाला व्यक्ति अन्य शक्ति को लूट सकता है, और उनके पास असमान चमक होगी। लेकिन मंद बल्ब या क्षणिक वर्तमान भुखमरी को उज्ज्वल करने के लिए एक क्षणिक बढ़ावा इस तरह के फ्लिपफ्लॉप को उलट देगा।

— richard1941

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मेरा मानना है कि आपके द्वारा प्रदान किए गए विचारों के साथ एक सरल शारीरिक मॉडल बनाना संभव है।

एक साधारण डीसी सर्किट में, एक निरंतर वोल्टेज वी और ओमिक प्रतिरोध आर के तहत बिजली समीकरण का उपयोग करना संभव है:

P = V i = \frac{V^{2}}{R}

$P = V i = \frac{V^2}{R}$

अगर हम मान लें कि सिस्टम निरंतर lenth L और क्रॉस सेक्शन एरिया A के साथ एक तार से बना है, तो R का प्रतिरोध हो सकता है:

R = ρ \frac{L}{A}, w h e r e ρ = r e s i s t i v i t y

$R = \rho \frac{L}{A}, \: where \:\: \rho = resistivity$

ρ = ρ_{0} (1 + α (T - T_{0})) = ρ_{0} (1 + α Δ T)

$\rho = \rho_0(1 + \alpha(T - T_0) ) = \rho_0(1 + \alpha \Delta T)$

P = \frac{d Q}{d t} = \frac{d}{d t} (m c T) = m c \dot{T} = m c Δ \dot{T}, w h e r e Δ \dot{T} = \frac{d Δ T}{d t} = \frac{d T}{d t}

$P = \frac{dQ}{dt} = \frac{d}{dt}(mcT) = mc \dot{T} = mc \Delta \dot{T}, \: where \:\: \Delta \dot{T} = \frac{d\Delta T}{dt} = \frac{dT}{dt}$

m c Δ \dot{T} = \frac{V^{2} A}{ρ_{0} L} \frac{1}{1 + α Δ T} \Rightarrow \frac{m c ρ_{0} L}{V^{2} A} Δ \dot{T} = \frac{1}{1 + α Δ T}

$mc \Delta \dot{T} = \frac{V^2 A}{\rho_0 L}\frac{1}{1 + \alpha \Delta T} \Rightarrow \frac{mc \rho_0 L}{V^2 A}\Delta \dot{T} = \frac{1}{1 + \alpha \Delta T}$

\frac{1}{1 + α Δ T} \approx 1 - α Δ T

$\frac{1}{1 + \alpha \Delta T} \approx 1 - \alpha \Delta T$

\frac{m c ρ_{0} L}{V^{2} A} Δ \dot{T} + α Δ T - 1 = 0

$\frac{mc \rho_0 L}{V^2 A}\Delta \dot{T} + \alpha \Delta T - 1 = 0$

Δ T = C e^{- t / τ} + \frac{1}{α}, w h e r e τ = \frac{m c L ρ_{0}}{α A V^{2}} a n d C = c t e

$\Delta T = C e^{ - t/\tau } + \frac{1}{\alpha} \, , \: where \: \tau = \frac{m c L \rho_0}{\alpha A V^2} \: \: and \: \: C = cte$

इस मॉडल में, हम एक क्षणिक समाधान देखते हैं जिसके बाद एक स्थिर होता है। लेकिन याद रखें कि यह केवल छोटे तापमान के उतार-चढ़ाव के लिए मान्य है।

— पेड्रो हेनरिक वाज़ वालोइस
स्रोत

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फीडबैक के साथ कंट्रोल सर्किट की तरह ही इसका विश्लेषण किया जा सकता है। व्यावहारिक अर्थों में, हीटिंग अन्य प्रभावों की तुलना में बहुत धीमा होगा, जिससे यह लूप समीकरणों पर हावी होगा। जब तक, यह समान रूप से संतुलन के लिए पहुंच जाएगा, जब तक कि सिस्टम के अन्य तत्व नहीं होते हैं जो इसकी प्रतिक्रिया को सीमित करते हैं (हास्यास्पद रूप से भारी प्रेरक, राज्य मशीनों को देरी, आदि का परिचय देते हैं)।

— क्रिस्टोबोल पॉलीक्रोनोपोलिस
स्रोत

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यह PTC थर्मिस्टर की तरह कुछ है। जो एक संतुलन तापमान तक पहुँच जाएगा।

दोलन प्राप्त करने के लिए आपको एक चरण परिवर्तन या किसी प्रकार की देरी करनी होगी। तुम शायद एक बड़े पैमाने पर परिवहन के साथ एक थरथरानवाला बनाने में देरी कर सकते हैं आ हीटर गर्मी पानी एक ट्यूब में बहता है जो एक थर्मिस्टर डाउनस्ट्रीम को गर्म करता है और ऊपर की ओर हीटर को गर्मी बढ़ाता है।

— स्पेरो पेफेनी
स्रोत

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क्या यह उतार-चढ़ाव कभी वास्तविक सर्किट में होता है?

मुझे नहीं लगता कि यह वही है जो आप पूछ रहे थे, लेकिन सिर्फ मामले में, सिग्नल फ्लैशर्स इस व्यवहार पर निर्भर करते हैं।

से 1933 पेटेंट :

एक थर्मोस्टैटिक स्विच बंद हो जाता है और माध्यमिक सर्किट को खोलता है। जब धारा प्रवाह में एक धातु की पट्टी प्रवाहित करती है, तो गर्म होती है, फैलती है और अंततः सर्किट को खोलती है। जब यह ठंडा हो जाता है तो यह सिकुड़ जाता है और फिर से बंद हो जाता है।

कुछ आधुनिक (विशेषकर जब कम-वर्तमान एलईडी बल्ब का उपयोग किया जाता है) डिजिटल / ठोस स्थिति होती है, लेकिन बहुत सारी कारें अभी भी उसी सटीक सिद्धांत का उपयोग करती हैं।

— छेद
स्रोत

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टर्न सिग्नल तापमान परिवर्तन पर निर्भर करते हैं और संपर्क तोड़ते हैं, न कि केवल एक समरूप कंडक्टर के प्रतिरोध को बदलकर।

— पीटर ग्रीन

सच है, हालांकि फ्लैशर फ्लैश दर के लिए बल्बों से वर्तमान ड्रा पर निर्भर करता है।

— निक

मुझे संदेह है कि "मेटालिक" की तुलना में "बाईमेटेलिक" अधिक सटीक हो सकता है, लेकिन यह निश्चित रूप से नहीं पता है

— स्कॉट सीडमैन

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यह तत्व की गर्मी क्षमता पर निर्भर करता है। ताप क्षमता को कम करें, एक प्रतिरोधक प्रतिक्रियाशील ओपैंप सर्किट की तरह अधिक जहां तापमान अभिसरण होगा। गर्मी क्षमता प्रतिक्रियाशील तत्वों की तरह काम करती है और दोलनों का कारण बनेगी। तत्व की गर्मी चालकता (बाहर करने के लिए गर्मी हस्तांतरण की गति) यह निर्धारित करेगी कि क्या यह नम या विचलन हो रहा है।

— ऐहान
स्रोत

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रिकॉर्ड के लिए, मुझे पेड्रो हेनरिक वाज़ वालोइस का जवाब पसंद आया और इसे उभार दिया।

सीधे शब्दों में कहा: हाँ वहाँ ग्राहक हैं।

आप इसे उसी तरह से सोच सकते हैं जिस तरह से आप एक RLC स्टेप-फंक्शन सर्किट होगा। ब्लो ड्रायर लागू करें, स्विच को फेंकें, आस्टसीलस्कप पर ग्राहकों को देखें, एक स्थिर स्थिति के लिए सभी ऊर्जा संतुलन के रूप में फ्लैट लाइन दिखाई दें। स्विच को ऑसिलेटिंग वोल्टेज में बदलें और जब तक ऑसिलेटिंग वोल्टेज मौजूद रहता है, तब तक प्रतिरोध को आगे और पीछे झूलते हुए देखें।

और यह एक बहुत ही वास्तविक समस्या है

क्यों बड़ी आवाज शीतलन प्रणाली CPU और अन्य उच्च घनत्व / उच्च आवृत्ति चिप्स से जुड़े होते हैं कई कारणों में से एक यह है कि हम नहीं (हम है सख्त नहीं है) हीटिंग प्रभाव से निपटने के लिए चाहते हैं। प्रतिरोधक निर्माता अपने उत्पादों में प्रतिरोध परिवर्तनशीलता को कम करने के लिए बड़ी लंबाई तक जाते हैं।

इस वर्ष की शुरुआत में डॉ। फेलिक्स ज़ैंडमैन और विशे फॉयल रेसिस्टर्स के जोसेफ स्ज़वार्क से प्रकाशित " गैर-रेखीयता का प्रतिरोध / तापमान विशेषता: गैर-रेखीयता का प्रदर्शन, सटीक प्रतिरोधों का प्रदर्शन " पर आपके समय का मूल्य है ।

— JBH
स्रोत

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हमें बताया गया है कि ऊष्मा एक प्रतिरोधक प्रतिरोध को बढ़ाती है (या इसके चालन को घटाती है) और प्रतिरोध बढ़ने पर वर्तमान घट जाती है।

इस पर निर्भर करता है कि रोकनेवाला किस चीज से बना है। उनमें से अधिकांश में एक सकारात्मक तापमान गुणांक है, लेकिन एक नकारात्मक तापमान गुणांक के साथ एक बनाना संभव है।

क्या यह उतार-चढ़ाव कभी वास्तविक सर्किट में होता है?

सामान्य तौर पर, आम तौर पर वे केवल धीरे-धीरे एक स्थिर राज्य तापमान की ओर जाते हैं।

— पीटर ग्रीन
स्रोत

1

नहीं, तापमान एक संतुलन की ओर अग्रसर होता है, लेकिन इसे इस तरह से ओवरशूट नहीं करता है कि इसे दिशाओं को बदलना चाहिए और वापस आना चाहिए।

एक अवरोधक पर विचार करें जो शुरू में बिना किसी करंट के कमरे के तापमान पर हो।

फिर, यह एक स्थिर वोल्टेज से जुड़ा है। ओह्म के नियम द्वारा निर्धारित कुछ मूल्य में तुरंत वृद्धि होती है:

\begin{matrix} (1) & मैं = \frac{इ}{आर} \end{matrix}

$I = {E \over R} \tag 1$

अवरोधक जूल हीटिंग के माध्यम से विद्युत ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करता है:

\begin{matrix} (2) & {पी}_{जे} = \frac{इ^{2}}{आर} \end{matrix}

$P_J={E^2 \over R} \tag 2$

यह अपने तापमान पर समानुपातिक दर पर अपने वातावरण में गर्मी खो देता है। आकार, ज्यामिति, वायुप्रवाह और इतने पर एक थर्मल प्रतिरोध के रूप में संयुक्त और विशेषता हो सकती है $R_\theta$ इकाइयों में केल्विन प्रति वाट। अगर $\Delta T$ परिवेशी तापमान के ऊपर अवरोधक का तापमान होता है, जो पर्यावरण में खोई गई ऊष्मीय ऊर्जा की दर निम्नानुसार है:

\begin{matrix} (3) & {पी}_{सी} = \frac{Δ टी}{{आर}_{θ}} \end{matrix}

$P_C = {\Delta T \over R_\theta} \tag 3$

जैसा कि अवरोधक गर्म हो जाता है, यह बढ़ती हुई ऊर्जा के कारण तेजी से पर्यावरण को थर्मल ऊर्जा खो देता है $\Delta T$ । जब नुकसान की दर (समीकरण 3) जूल हीटिंग (समीकरण 2) द्वारा ऊर्जा लाभ की दर के बराबर होती है, तो रोकनेवाला तापमान संतुलन पर पहुंच गया है।

समीकरण 2 बढ़ते तापमान के साथ कम हो जाता है, एक विशिष्ट सकारात्मक तापमान गुणांक मान लेता है। बढ़ते तापमान के साथ समीकरण 3 बढ़ता है। कुछ बिंदु पर रोकनेवाला पर्याप्त रूप से गर्म हो गया है कि वे समान हैं। ऐसा कोई तंत्र नहीं है जिसके द्वारा रोकनेवाला इस संतुलन को "ओवरशूट" करेगा, इस प्रकार आवश्यकता है कि रोकनेवाला वार्मिंग से ठंडा होने तक चले। एक बार समीकरण 2 और 3 बराबर होने के बाद, तापमान, प्रतिरोध और करंट संतुलन में पहुंच गए हैं और उनके आगे बदलने का कोई कारण नहीं है।

— फिल फ्रॉस्ट
स्रोत

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एक साधारण मॉडल में, वर्तमान प्रतिरोध का एक सीधा कार्य है और प्रतिरोध तापमान का प्रत्यक्ष कार्य है। लेकिन तापमान वर्तमान का प्रत्यक्ष कार्य नहीं है: वर्तमान में उत्पन्न होने वाली गर्मी की मात्रा को नियंत्रित करता है, जो समय के साथ तापमान की भिन्नता को प्रभावित करता है।

रैखिक शासन में, यह पहले ऑर्डर समीकरण से मेल खाती है

\frac{घ टी}{घ टी} = - λ (टी - {टी}_{0}) ।

$\frac{dT}{dt}=-\lambda(T-T_0).$

जैसा कि गुणांक नकारात्मक है (तापमान में वृद्धि वर्तमान की वृद्धि का कारण बनती है, गर्मी की मात्रा में कमी और अंत में तापमान में कमी), प्रणाली स्थिर है और एक स्थिर स्थिति में परिवर्तित हो जाएगी।

और किसी भी मामले में, पहले आदेश प्रणाली में एक दोलन मोड नहीं होता है।

इस तरह के व्यवहार को संभव बनाने के लिए, अस्थिरता के स्रोत की आवश्यकता होती है, जैसे कि एक नकारात्मक थर्मल गुणांक, साथ ही एक दूसरा विभाजक।

— यवेस डावाड
स्रोत

"और किसी भी मामले में, एक पहले के आदेश प्रणाली में एक दोलन मोड नहीं है।" मुझे डर है कि गलत है। यदि वे रैखिक हैं, तो पहले आदेश सिस्टम दोलन कर सकते हैं, भले ही वे रैखिक हों (मैं सिर्फ उस बारे में एक कागज को गुगली देता हूं), या यदि वे अकाल हैं (यह मेरी गहरी स्मृति से है)।

— श्रीदेवी वशीर

@SredniVashtar: मैंने विशेष रूप से "रैखिक शासन" कहा है, और "पहला आदेश" स्पष्ट रूप से देरी को बाहर करता है (अन्यथा आप इसे राज्य करते हैं)। आपकी टिप्पणी अप्रासंगिक है।

— यवेस डाएव

"IN ANY CASE, A first order system dose not have a oscillatory mode". This is wrong. When you state "in any case" you are voiding all previous specifications, while using indeterminate "A first order linear system..." implies all first order system, regardless of being linear or not. So my comment still stands. You are right about the retarded system to be nonlinear, though.

— Sredni Vashtar

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@SredniVashtar: you misunderstand the meaning. In any case refers to the sign of the constant. Stop this useless argument.

— Yves Daoust

I am sure that "in any case" means what you mean, in your head. And now I also know you could not possibly be wrong, ever. But I'll leave my comment for anyone else.

— Sredni Vashtar

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Different materials have different conduction properties, including their thermal profiles. That is, some materials will heat up much more than others given the same current flow. This is one reason why components such as resistors have a tolerance.

The temperature fluctuations you describe don't really happen in real circuits. Instead, the resistor would heat up as current begins to flow but would reach an equilibrium point where the amount of heat generation from the current matches the amount of heat radiated into the surrounding air. Then the temperature of the resistor remains stable, the actual resistance remains stable, and the current remains stable.

— Mick
स्रोत

Fifty years ago in college we learned about the first law of thermodynamics. The heating of the resistor depends on the power, the time and the thermal heat capacity, not at all on the material (assuming it is not getting hot enough to melt or vaporize as in a fuze).

— richard1941

And what determines the heat capacity...?

— Mick

Also, AiR is not needed for a resistor to radiate heat any more than ether is required for it to radiate electromagnetic healing energy frequency vibrations of the life force. Of course heat may be transferred by conduction and convection, but that is another story for another day...

— richard1941

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Actually there was a neat application for this in the olden days. The blinkers on a car were operated by a bimetallic thermal switch. When the blinker light is on the bimetallic heats up and flexes opening the circuit. Then the heat dissipates, the switch cools and closes again.

Not sure if all cars still use the bimetallic switch, but I'd guess that some now use computer control.

— MaxW
स्रोत

I don't think a bimetallic strip thermostat is what the original poster of the question had in mind.

— richard1941