Zero (fizyka)
W fizyce zero to punkt w polu , w którym wielkość pola wynosi zero w wyniku dwóch lub więcej przeciwstawnych wielkości, które całkowicie się znoszą. Pole może mieć charakter skalarny , wektorowy lub tensorowy . Typowe sytuacje, w których pojawiają się wartości zerowe, to wzorce biegunowe mikrofonów i anten oraz wartości zerowe spowodowane odbiciami fal.
Mikrofony
Typową charakterystyką kierunkowości mikrofonów jest kardioidalna . Ma to jeden kierunek, w którym mikrofon nie reaguje na uderzające fale dźwiękowe. Wysoce kierunkowe mikrofony (kierunkowe) mają bardziej złożone charakterystyki kierunkowe. Mikrofony te mają duży, wąski płatek w głównym kierunku odbioru dźwięku, ale także mniejszy płatek w przeciwnym kierunku i zwykle także kilka innych mniejszych płatków. Ten wzór uzyskuje się poprzez eliminację fal wewnątrz korpusu mikrofonu. Pomiędzy każdym z tych płatów znajduje się kierunek zerowy, w którym nie wykrywa się żadnego dźwięku.
anteny
Popularną i podstawową anteną radiową jest dipol . Ma to wzór biegunowy w kształcie ósemki z dwoma zerami po przeciwnych stronach. Wysoce kierunkowe anteny, takie jak Yagi , mają charakterystykę biegunową bardzo podobną do wysoce kierunkowych mikrofonów iz podobnych powodów. Oznacza to, że mają wiele małych płatków poza głównym kierunkiem z zerami między nimi.
Stojące fale
Fale stojące mogą być spowodowane odbiciem fali z powrotem przez medium transmisyjne, do którego dotarła. Jeśli fale padające i odbite są transmitowane bez strat, to na ścieżce transmisji będą punkty, w których fale padające i odbite dokładnie się znoszą, ponieważ znajdują się w przeciwfazie .
Fale stojące występują w instrumentach dętych. Instrumenty dęte składają się z tuby, która działa jak akustyczna linia transmisyjna, w której powstają fale stojące. Otwarte rury muszą mieć zerową zmianę ciśnienia powietrza na końcu rury, więc ten punkt jest ciśnieniem zerowym. Zamknięte rury muszą mieć zerową prędkość powietrza na końcu rury, więc ten punkt jest prędkością zerową. Wzdłuż tuby mogą znajdować się dalsze zerowania, w zależności od trybu wibracji ustawionego przez grającego na instrumencie. Wyższe tryby mają więcej wartości zerowych.
Fale stojące występują również w elektrycznych liniach przesyłowych . Linia z nierezystancyjnym spowoduje odbicie sygnału od zakończenia z taką samą amplitudą jak fala padająca. Fale te będą okresowo zanikać wzdłuż linii, powodując zerowanie co połowę długości fali . Odległość pierwszego punktu zerowego od terminatora zależy od charakteru impedancji terminacyjnej . Zero na liniach transmisyjnych jest bardzo ostre, w przeciwieństwie do pików, które są szerokie i płaskie. To sprawia, że wartości zerowe są łatwiejsze do zmierzenia. Instrumentem w elektronice do pomiaru pozycji zer na linii jest linia szczelinowa . Przyrząd ten może być również używany do pomiaru VSWR . Z pomiaru VSWR i pozycji zerowych można obliczyć wartość wielkości i fazy impedancji końcowej.
Pomiar mostków
Wartości zerowe są używane w elektrotechnice do wykonywania wielu pomiarów. Często spotykaną techniką jest regulacja napięcia w jednej gałęzi obwodu, aż do zerowania napięcia w innej gałęzi. Zwykle do tego celu stosuje się obwód mostkowy. Istnieje wiele odmian mostków pomiarowych, z których najbardziej znanym jest mostek Wheatstone'a służy do dokładnego pomiaru rezystancji nieznanego elementu w stosunku do skalibrowanej zmiennej rezystancji poprzez porównanie napięć na każdym z nich. Centralna gałąź mostka ma testowane napięcie z jednej strony i skalibrowane napięcie z drugiej: kiedy są one równe, napięcie na środkowej gałęzi jest zerowane. Pomiar odbywa się poprzez umieszczenie przyrządu do pomiaru napięcia lub prądu w gałęzi centralnej. Zaletą metody mostkowej jest to, że przyrząd ten nie wymaga kalibracji, ponieważ wymaga jedynie wykrywania wartości zerowych, a nie rzeczywistego pomiaru napięcia. Dokładność pomiaru będzie jednak zależeć od czułości instrumentu, ponieważ wpłynie to na rozdzielczość mostka.