我遇到过的最广泛适用的想法之一是阻抗匹配的概念。如果您对射频电子产品感兴趣,您可能会认为我的意思是让所有电路元件工作在一个共同的特性电阻下,以实现最大功率传输。 (如果您不是,您可能想知道这些混乱的单词到底意味着什么。不要害怕!)
但我指的是更大意义上的阻抗匹配。想象一下驾驶一辆手动挡汽车。在低速档时,发动机对车轮有很大的扭矩,但无法使车轮旋转得那么快。在高速时,车轮转得最快,但没有足够的扭矩让您从静止状态起步。有时您需要更多的力量和更少的运动,有时需要更多的运动和更少的力量。变速箱可以让电机的功率与它试图克服的阻力(阻抗)相匹配。
或者想想大提琴。琴弦很紧,振动力很大,但移动幅度不大。空气注定要把声音传到你的耳朵,不需要太多的力就能移动,如果移动更多的力,大提琴就会演奏得更响。因此,琴桥传递了琴弦微小但强烈的振动,并推动构成乐器主体的共鸣箱的顶部。这反过来又推动大量空气,但不是很用力。这也是为什么扬声器有锥体,也是为什么你的耳朵有疯狂的马镫机制。事实上,计算马友友和你的大脑之间的阻抗匹配数量,我想出了四到五个,包括前置放大器中的电气匹配。
我提到这一点是因为我最近遇到了不匹配的情况。风扇用力或大风量吹气。如果您选择一个专为音量设计的风扇,并将其置于压力应用中,就像尝试以第五档开始驾驶一样。它停了下来,几乎没有空气通过我的新“改进”咖啡烘焙机中的咖啡豆向上推,这意味着我必须用旧风扇重建它,而且要在下一杯咖啡到期之前快速完成。
尽管我知道那里可能存在阻抗问题,但我还是遇到了这种不匹配的情况。我只是没有一个很好的直觉感觉我需要多大的压力来推动豆子——有问题的阻抗——而且我买了错误的风扇。但是,知道存在权衡仍然是一个好的开始。我希望这可以帮助您避免步我的后尘!
原文: https://hackaday.com/2023/12/02/the-physics-lesson-i-keep-re-learning/