Два черных ящика показывают одинаковый импеданс на всех частотах. У кого один резистор?

Это дополнение к ответу лучадора .

Переходное рассеивание мощности в этих двух коробках сильно различается. Следующее моделирование демонстрирует это.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Запустите симуляцию на 40 секунд и постройте выражение «I(R1.nA)^2+I(R2.nA)^2», которое представляет собой общую мгновенную мощность двух резисторов.

Как я уже сказал в своем комментарии, коробка А будет не только медленнее нагреваться во время действия импульса, но и будет демонстрировать всплеск температуры по окончании импульса, потому что общая мгновенная мощность, рассеиваемая на резисторах, в этот момент удваивается. Коробка B не будет демонстрировать такой всплеск.

(ПРИМЕЧАНИЕ: если у вас возникли проблемы с запуском симуляции, см. этот метапост .)

Единственная наблюдаемая разница заключается в запаздывающем рассеивании мощности в виде тепла. Любое ограничение наблюдения теплообмена противоречит законам термодинамики. Так что как-то можно это наблюдать и разбираться, несмотря на этот список ограничений.

Измерьте тепловой шум резистора, и вы получите KTB из колледжа или чертовски близко к нему. Коробка с реактивными компонентами также даст некоторый измеримый шум, НО это векторная сумма свернутого шума ВЧ и свернутого шума НЧ. Математика для этого немного длинная, но достаточно сказать, что будет разница в ваших измерениях шума. На анализаторе спектра вы увидите некоторую неравномерность вокруг резонансной частоты. Поскольку сеть имеет Q 1, эффект будет довольно широким. Если вы хотите сделать это как настоящий эксперимент, а не просто мысленный эксперимент, вам нужно будет выбрать значения компонентов, которые были бы более физически реализуемы и их было бы легче сделать более идеальными.

Вы можете подать постоянное напряжение на коробку А. Это зарядит конденсатор. Теперь вы можете удалить источник и измерить сохраненное напряжение. Это не работает для коробки B.

Обновление: для этого конкретного выбора компонентов система не наблюдается. По этой причине этот метод не будет работать. Когда мы прикладываем напряжение к цепи, у нас будет ток через индуктор и заряд на конденсаторе. Как только мы удалим напряжение, ток катушки индуктивности потечет через параллельный резистор, тем самым нейтрализуя напряжение на конденсаторе. Ток катушки индуктивности и напряжение на конденсаторе будут уменьшаться с одинаковой скоростью. Их невозможно увидеть снаружи.

В ящике А,$R_L$находится параллельно с$L$, который имеет некоторое сопротивление постоянному току,$R_{(L)}$.

Общее сопротивление$R_L$и$R_{(L)}$, то это:

который должен быть меньше$R_L \Omega$но больше, чем$0\Omega$.

$R_T$находится в серии с$R_C$, поэтому их общее сопротивление должно быть больше одного Ома.

Коробка B, однако, содержит резистор в один Ом, поэтому идентичность коробок можно подтвердить путем измерения сквозных сопротивлений проводов, выходящих из коробок, при этом коробка A демонстрирует более высокое сопротивление, чем коробка B.

Сделайте третью клемму, плотно закрыв текущую коробку металлической коробкой (или просто используйте текущую коробку, если она уже металлическая). Затем измерьте частотную характеристику каждой из двух исходных клемм по отношению к этой новой клемме: отклики коробки B должны быть более симметричными (коробка A должна показать некоторую разницу в зависимости от того, щупаете ли вы клемму конденсатора или клемму катушки индуктивности).

Я сомневаюсь, что вы сможете спроектировать две коробки так, чтобы они были неразличимы для этого эксперимента с тремя терминалами. Пожалуйста, дайте информацию о коробке, если можете.

Предположим для начала, что компоненты достаточно хорошо согласованы, что само по себе является проблемой, учитывая допуски на конденсаторы и катушки индуктивности.

Вы предполагаете идеальный индуктор. В реальном мире сердечник индуктора входит в насыщение при подаче достаточного тока/частоты. Если, конечно, у вас нет индуктора с воздушным сердечником, но он всегда будет излучать различными интересными способами, которые можно обнаружить снаружи.

Вы также предполагаете, что конденсатор не поляризован и не имеет напряжения пробоя. Поляризацию легко проверить — просто подайте на нее отрицательное напряжение. Напряжение пробоя может быть сложнее, учитывая, что нам также потребуется большой ток. Однако очевидное решение состоит в том, что ступенчатое изменение тока (жесткое отключение) вызовет мощный скачок напряжения на катушке индуктивности. Так работают свечи зажигания автомобиля, вырабатывающие несколько кВ от 12-вольтовой батареи. Выполнение того же здесь, вероятно, приведет к тому, что конденсатор превысит его напряжение пробоя.

Подключите рефлектометр во временной области и пошлите импульс в коробку. Отражения должны показать наличие нескольких элементов.