Null (физика) - Null (physics)
В физике нуль является точкой в области , где величина поля равна нулю в результате двух или более противостоящих величины полностью отменяя друг друга. Поле может быть скалярным , векторным или тензорным по своей природе. Обычно нули возникают в диаграммах направленности микрофонов и антенн , а нули возникают из-за отражений волн.
Микрофоны
Распространенной диаграммой направленности микрофонов является кардиоида . Это единственное направление, в котором микрофон не реагирует на падающие звуковые волны. У высоконаправленных микрофонов («дробовика») более сложная диаграмма направленности. Эти микрофоны имеют большой узкий лепесток в основном направлении приема звука, но также меньший лепесток в противоположном направлении и обычно также несколько других меньших лепестков. Этот рисунок достигается за счет подавления волн внутри корпуса микрофона. Между каждым из этих лепестков находится нулевое направление, в котором звук вообще не обнаруживается.
Антенны
Обычная и основная радиоантенна - это диполь . Он имеет диаграмму направленности в форме восьмерки с двумя нулями на противоположных сторонах. Направленные антенны, такие как Yagi, имеют диаграмму направленности, очень похожую на направленные микрофоны, и по тем же причинам. То есть у них есть несколько маленьких лепестков вне основного направления с нулями между ними.
Стоячие волны
Стоячие волны могут быть вызваны отражением волны обратно через передающую среду, в которой она прибыла. Если падающая и отраженная волны передаются без потерь, то на пути передачи будут точки, где падающая и отраженная волны точно компенсируют друг друга из-за того, что они находятся в противофазе .
Стоячие волны встречаются в духовых музыкальных инструментах. Духовые инструменты состоят из трубки, которая действует как линия передачи звука, в которой создаются стоячие волны. Трубки с открытым концом должны иметь нулевое изменение давления воздуха на конце трубки, так что эта точка является нулевым давлением. Закрытые трубы должны иметь нулевую скорость воздуха на конце трубы, поэтому эта точка является нулевой скоростью. Вдоль трубы могут быть дополнительные нули в зависимости от режима вибрации , который был установлен игроком на инструменте. Более высокие моды имеют больше нулей.
Стоячие волны также возникают на линиях электропередачи . Линия с резистивной нагрузкой вызовет отражение сигнала от клеммы с той же амплитудой, что и падающая волна. Эти волны будут периодически отменяться вдоль линии, вызывая нули на каждой половине длины волны . Расстояние от первого нуля до оконечной нагрузки зависит от природы оконечного сопротивления . Нули на линиях передачи очень резкие, в отличие от широких и плоских пиков. Это упрощает измерение нулей. Инструмент в электронике для измерения положения нулей на линии - это линия с прорезями . Этот прибор также можно использовать для измерения КСВН . С помощью измерения КСВН и нулевых положений можно рассчитать значение величины и фазы оконечного импеданса.
Мосты измерительные
Нули используются в электротехнике для выполнения многих измерений. Часто встречающийся метод - регулировать напряжение в одной ветви цепи до тех пор, пока оно не обнулит напряжение в другой ветви. Обычно для этой цели используется мостовая схема. Существует множество разновидностей измерительного моста, наиболее известным из них является мост Уитстона, используемый для точного измерения сопротивления неизвестного компонента относительно откалиброванного переменного сопротивления путем сравнения напряжений на каждом из них. Центральная ветвь моста имеет тестируемое напряжение с одной стороны и калиброванное напряжение с другой: когда они равны, напряжение на центральной ветви обнуляется. Измерение выполняется путем размещения прибора для определения напряжения или тока в центральной ветви. Преимущество мостового метода состоит в том, что этот прибор не нужно калибровать, поскольку требуется только обнаруживать нули, а не измерять напряжение. Однако точность измерения будет зависеть от чувствительности прибора, так как это повлияет на разрешающую способность моста.