我们被告知,热量会增加电阻器的电阻(或降低其电导),并且当电阻增加时电流会降低。
因此,电流越少,散发的热量就越少,这会降低电阻并导致更多电流流动,然后再一次,更多电流,更多热量......这似乎是一个无休止的循环。
这种波动在实际电路中是否发生过?它会在某个时候停止吗?
(我指的是直流电路,因为这在交流电路中可能要复杂得多)
我们被告知,热量会增加电阻器的电阻(或降低其电导),并且当电阻增加时电流会降低。
因此,电流越少,散发的热量就越少,这会降低电阻并导致更多电流流动,然后再一次,更多电流,更多热量......这似乎是一个无休止的循环。
这种波动在实际电路中是否发生过?它会在某个时候停止吗?
(我指的是直流电路,因为这在交流电路中可能要复杂得多)
这可以以与具有反馈的控制电路相同的方式进行分析。从实际意义上讲,加热将比其他效果慢得多,因此它将主导循环方程。因此,它将以指数方式接近平衡,除非系统中存在限制其响应的其他元素(可笑的巨大电感器、引入延迟的状态机等)。
这有点像 PTC 热敏电阻。这将达到平衡温度。
要获得振荡,您必须有某种相移或延迟。您可能可以制造一个具有质量传输延迟的振荡器,其中一个加热器加热水在管中流动,该管加热下游的热敏电阻并增加上游加热器的热量。
我相信用你提供的想法建立一个简单的物理模型是可能的。
在一个简单的直流电路中,在恒定电压 V 和欧姆电阻 R 下,可以使用功率方程: $$P = V i = \frac{V^2}{R}$$
如果我们假设系统是由具有恒定长度 L 和横截面积 A 的导线制成,则电阻 R 可以是: $$R = \rho \frac{L}{A}, \: 其中 \:\: \rho = 电阻率$$
对于小温度 T 振荡,电阻率可以近似为: $$\rho = \rho_0(1 + \alpha(T - T_0) ) = \rho_0(1 + \alpha \Delta T)$$
由于只有固体材料加热,因此导线接收的功率为: $$P = \frac{dQ}{dt} = \frac{d}{dt}(mcT) = mc \dot{T} = mc \ Delta \dot{T}, \: 其中 \:\: \Delta \dot{T} = \frac{d\Delta T}{dt} = \frac{dT}{dt}$$ 最后,所有这些加在一起变为: $$mc \Delta \dot{T} = \frac{V^2 A}{\rho_0 L}\frac{1}{1 + \alpha \Delta T} \Rightarrow \frac{mc \rho_0 L} {V^2 A}\Delta \dot{T} = \frac{1}{1 + \alpha \Delta T}$$ 我不知道如何分析解决这个问题,但是因为我正在工作,所以有一个有效的近似值温度波动小: $$ \frac{1}{1 + \alpha \Delta T} \approx 1 - \alpha \Delta T$$ 现在,我们可以解决它: $$\frac{mc \rho_0 L}{ V^2 A}\Delta \dot{T} + \alpha \Delta T - 1 = 0$$
解决方案是:$$\Delta T = C e^{ - t/\tau } + \frac{1}{\alpha} \, , \: 其中 \: \tau = \frac{mc L \rho_0} {\alpha AV^2} \: \: 和 \: \: C = cte $$
在这个模型中,我们看到一个瞬态解,然后是一个常数解。但请记住,这仅适用于较小的温度波动。
这种波动在实际电路中是否发生过?
我不认为这正是您所要求的,但以防万一,转向信号闪光灯取决于这种行为。
来自1933 年的专利:
恒温开关关闭和打开次级电路。当电流流过开关中的金属条时,金属条会升温、膨胀并最终打开电路。当它冷却下来时,它会收缩并再次关闭。
一些现代的(尤其是在使用低电流 LED 灯泡时)是数字/固态的,但许多汽车仍然使用相同的确切原理。