Questions tagged «physics»

我最近与一位朋友谈论了LaTeX编译。LaTeX只能使用一个内核进行编译。因此，对于LaTeX编译速度而言，CPU的时钟速度最为重要（请参阅有关选择硬件的技巧以实现最佳LaTeX编译性能） 出于好奇，我一直在寻找时钟频率最高的CPU。我认为是时钟频率最高的Intel Xeon X5698（具有4.4 GHz）（源）。 但是这个问题不关乎被出售的CPU。我想知道如果您不在乎价格，它能得到多快。 因此，一个问题是：CPU速度是否存在物理限制？有多高？ 另一个问题是：迄今为止达到的最高CPU速度是多少？ 我一直认为CPU速度是有限的，因为散热（散热）变得非常困难。但是我的朋友怀疑这是原因（当您不必使用传统的/廉价的冷却系统时，例如在科学实验中）。 在[2]中，我读到传输延迟会导致CPU速度的另一个限制。但是，他们没有提到它能达到多快。 我发现了什么 [1] 科学家发现处理器速度的根本最大极限：似乎仅与量子计算机有关，但是这个问题与“传统” CPU有关。 [2] 为什么对CPU速度有限制？ 关于我 我是计算机科学专业的学生。我对CPU有所了解，但了解得不多。甚至对于这个问题可能很重要的物理学也更少。因此，请尽可能记住这一点。

102 cpu  physics 

模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图 我的物理老师说，流经电阻的电流为4A，因为如果每个电池自己连接到电阻，则每个电池的电流为2A，因此它们都流过2A的电流，因此，由于连接规则（这是我问她为什么总电流不是2A时她给出的解释），但这不是正确的，因为当电压为80时，流经电阻的电流为2A（这些电池并联） ，因此每个电池有1A的电流。我该如何解释她的逻辑不起作用，因为当您添加另一个电池时电流不会增加一倍？ 编辑：当我问到欧姆定律时，她对我的回应：每个电池自行提供2A电流，因此它们结合在一起，因为显然，您可以分别对待每个回路，因此，根据结法则，2A电流合并为4A 。

85 resistors  ohms-law  physics 

为什么在其物理结构相似/对称的情况下，MOSFET的源极端子的漏极功能不同？ 这是一个MOSFET： 您可以看到漏极和源极相似。 那么，为什么需要将其中一个连接到VCC，将另一个连接到GND？

48 mosfet  physics 

我不时对电的低级物理学感到困惑。出现在“ 电路以哪种方式为电路供电 ”，我还没有完全理解。 电流流过多快？电子的速度在电阻器中与在导线中是否不同？有关系吗？还是电子的作用是唯一重要的事情，而较低的抽象水平在实践中没有用？ 我知道已经有关于该主题的材料，并且我已经阅读了其中的一些材料。我认为在此网站上提出该问题可能会激发一些古老问题的有趣答案。 奖励积分： 识别并消除常见的误解 以高中文凭的人可以理解的方式进行说明，而不必过于简化以至于它不正确

38 electromagnetism  physics 

通常，将电流与水流进行比较。例如，如果我在水箱上打洞，水会流到水箱压力和大气压不相等或水箱变空为止。为什么用电不会发生这种情况？

22 basic  physics 

在基础物理课程中讲授的双极结型晶体管的模型（肯定是简单的）似乎是对称的。-那么，真正的BJT的集电极和发射极之间有什么区别？如果晶体管是对称的，则不会进行区分。 也： BJT是否像二极管一样具有0.6V的压降？ BJT在两个方向（即EC和CE）导电吗？ 非常感谢。

20 transistors  physics 

使用9伏电池，将两个端子接触在一起（或使用有故障的端子）会在我希望的位置大致引起火花。 这怎么可能？发生这种情况时，它是否会仅使电线周围的一小部分空气电离，并变得更明显？我相信，在极小的距离处，〜300v是空气的击穿点（通常，例如，根据帕申定律），所以我不理解电池是如何做到这一点的。

18 voltage  physics 

现代电子设备中的时钟源似乎总是来自石英和MEMS振荡器，两者均以机械方式产生振动。振动的幅度和频率与我在乐器中观察到的日常机械振动的数量级不同。然而，令我惊讶的是，我们没有直接在电磁域获得时钟源，例如使用电容性或电感性元件。 我知道，特别是电感器很难制造而没有寄生损耗。但是我希望机械振荡器也不理想。 您可以使用电的传播延迟，但是这样很难制造出一个在慢频率下工作的小型振荡器。 真的可以制造比制造电振动组件更理想的微观振动装置吗？

16 oscillator  physics  mems 

最初写的这个问题听起来有点疯狂：最初是由一个同事问我这个笑话的。我是一名实验NMR物理学家。我经常想进行物理实验，最终将其归结为在约100-300 MHz的频率下测量较小的交流电压（〜µV），并吸收尽可能小的电流。我们通过谐振腔和阻抗匹配（50Ω）同轴导体来实现。因为有时我们想用一千瓦的射频对样品进行爆破，所以这些导体通常非常“轻巧”-直径为10 mm的同轴电缆，带有高质量的N型连接器，并且在感兴趣的频率下具有较低的低插入损耗。 但是，我认为这个问题很有趣，原因如下。现代同轴电缆导体组件的直流电阻通常以〜1Ω/ km进行测量，对于我通常使用的2 m电缆可以忽略不计。但是，在300 MHz时，电缆的趋肤深度为 δ= 2 ρωμ---√δ=2ρωμ \delta=\sqrt{{2\rho }\over{\omega\mu}} 大约四微米。如果假设同轴电缆的中心是一根实心线（因此忽略了邻近效应），则总的交流电阻有效 [R交流电≈ 大号ρπd δ，[R交流电≈大号ρπdδ， R_\text{AC}\approx\frac{L\rho}{\pi D\delta}, 其中D是电缆的总直径。对于我的系统，这约为0.2Ω。但是，如果将其他所有条件保持不变，那么这种幼稚的近似值意味着您的AC损耗比例为1 / D，这将意味着您希望导体尽可能大。 但是，以上讨论完全忽略了噪声。我了解至少应考虑三个主要噪声源：（1）导体本身和网络中匹配电容器中产生的热（Johnson-Nyquist）噪声，（2）RF辐射引起的噪声（3）散布噪声和1 / f噪声是由基本源产生的。我不确定这三个来源（以及我可能错过的任何来源）的相互作用将如何改变以上得出的结论。 尤其是预期约翰逊噪声电压的表达式， vñ= 4 千乙Ťř Δ ˚F--------√，vñ=4ķ乙Ť[RΔF， v_n=\sqrt{4 k_B T R \Delta f}, 它基本上与导体的质量无关，我天真地发现它很奇怪-可以预期，实际材料的较大热质量将为（至少是瞬态的）感应噪声电流提供更多机会。此外，我使用的所有东西都被RF屏蔽，但是我不禁认为屏蔽（以及房间的其余部分）将以300 K的黑体辐射...因此发出一些 RF，否则设计停止。 在某种程度上，我的直觉是，这些噪声过程将合谋使所用导体的直径无意义地增加，或者对右下方有害。天真的，我认为这显然是对的，否则实验室中将充满绝对大的电缆以用于敏感的实验。我对吗？ 什么是该最佳同轴导体直径在交流频率f携带由一些小的幅度V的电位差的信息时，使用？一切都受（GaAs FET）前置放大器的局限性支配吗，以至于这个问题完全没有意义？

16 noise  physics  signal-to-noise  snr 

因此，我知道这可能不是问这个问题的最佳地点，但是也许你们中的一些人熟悉数字无反光镜相机的原理和CMOS传感器的技术。 我不太了解为什么与机械快门组合使用时会产生滚动快门伪影的电子图像传感器无法产生此问题的图像。我没有得到的是以下内容： 由于传感器从一侧到另一侧（通常是从上到下）的读数而发生卷帘快门，因此实际图像是从连续的不同时刻的扫描线上缝在一起的。以我的理解，扫描线读数模拟了机械快门窗口在传感器（？）上方移动。现在，当在传感器前面使用机械快门时，快门将接管此任务，而传感器一次会全局读取一次（？）。因此，滚动快门伪影不会出现在最终图像中。但是，如果一次可以全局读取传感器，为什么在使用电子快门时不仅仅发生这种情况？为什么不能仅在1/2000秒内完全打开和关闭传感器，避免卷帘快门？为什么需要“扫描线法”来拍摄图像， 当我有相机时，可以使用机械快门以10fps拍摄静止图像，这为什么不代表传感器可以电子方式以10fps拍摄图像而又不会产生滚动快门？ 我发现这篇文章解释了卷帘的一般原因，但没有具体问题。 我什至不知道我的假设是否正确，但是如果有人可以对此有所了解，我会感到很高兴。

16 sensor  cmos  camera  physics  image-sensor 

两位物理学家都制定了非常强大的定律，如今这些定律仍然统治着电路的电子行为。 这些每天帮助我们解决问题，计算电路变量……但是，在发现上述规律之前，工程师们是如何做到的呢？ 如果在此之前使用了当今不被接受的替代法律，这是否意味着直到发现这些法律之前的研究都是错误的？基尔霍夫和欧姆本身是否依靠错误的理论来创造“好人”？

15 ohms-law  kirchhoffs-laws  physics  history 

一位老师用公路类比解释了为什么。您拥有的车道越多，汽车通过的速度就越快，其中车道的数量显然代表电线的厚度，而汽车代表电子。很简单。 但是在某一点之后，导线是否应该不会变得太粗，以至于那之后的任何厚度都不会影响电阻？例如，如果您有100辆汽车在高速公路上行驶，那么4车道的高速公路将使汽车的行驶速度比1车道的汽车快得多，因为每条车道的汽车较少。但是一条1000车道的高速公路将要和10000车道的高速公路一样高效，因为在两条高速公路上，每辆车都有自己的车道。经过100条车道后，车道数不会产生阻力。 那么，为什么增加导线厚度总是会降低电阻？

15 electromagnetism  physics 

我在Google上搜索了许多论坛和论文，但没有提出任何建议。甚至问我的教导，他们都不知道。有人谈到了压电效应，但她不确定。因此，这是供应商提供的图表，电容值随陶瓷电容器上施加电压的变化： 问题很简单：为什么电容器的电容会随着其极间电压差的变化而变化？

14 capacitor  physics 

因此，我了解LED的最大电流（例如20mA），但从科学上讲，这是为什么呢？ 使用水的类比，似乎高压会使东西弄乱（我喜欢认为它就像是大量的“压力”吹出管道或其他东西一样）。为什么一定数量的电子流会损坏某些东西？

14 led  theory  physics 

这是我对NPN BJT（双极结型晶体管）的了解： 基极-发射极电流在集电极-发射极处被放大了HFE倍，因此 Ice = Ibe * HFE Vbe是基极-发射极之间的电压，并且与任何二极管一样，通常约为0.65V。不过，我不记得了Vec。 如果Vbe低于最小阈值，则晶体管断开，并且没有电流通过其任何触点。（好的，也许有几微安的泄漏电流，但这无关紧要） 但是我仍然有一些问题： 晶体管饱和时如何工作？ 除了Vbe低于阈值以外，是否可以在某些条件下使晶体管处于打开状态？ 此外，请随时指出（在答案中）我在这个问题上犯的任何错误。 相关问题： 我不在乎晶体管如何工作，如何使它工作？

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