Distribuire energia elettrica in corrente continua...

[EcoTan]

caricare o scaricare la capacità

Per bene che vada, se non vogliamo perdite, ci vorrebbe un tempo infinito. Senza una caduta di potenziale finita, perché mai le cariche dovrebbero muoversi?

[SandroCalligaro]

non importa quanto piccola sia la capacità, ma quanto tu sia efficiente nel non perdere energia da integrare nel travaso. Inoltre, per le pompe di calore, devi considerare tutto il sistema fisico, non solo quello che ti interessa.
Con una pompa di calore tu stai raffreddando fuori
Il paragone che fai non c'entra.

Forse mi sono spiegato male...
La convenienza dipende da quanto perdo nello spostare la carica, rispetto a quanto sprecherei dissipandola (attualmente, per cambiare lo stato di un bit da 1 a 0 svuoto la carica dissipandola).

Dire che per spostare la carica necessariamente userò più energia della carica immagazzinata non è corretto, perché, appunto, dipende dalle entità di energia in gioco.

Col mio secondo esempio (pompa di calore) volevo solo dire che per spostare una certa quantità di energia (termica, in questo caso) spesso è "costa" molto meno dell'energia trasferita. La stessa cosa avviene nel boost.

[fairyvilje]

Ma la vera domanda è come si sia finiti a parlare di reversibilità logica e limiti termodinamici nella rappresentazione dell'informazione in un topic sulla distribuzione di corrente continua .
Il prossimo step è la porta di Toffoli e il quantum computing .

[SandroCalligaro]

E' colpa mia.

[fairyvilje]

Non ti preoccupare sono argomenti interessanti, non hai nessuna colpa.

[PietroBaima]

Forse mi sono spiegato male...
La convenienza dipende da quanto perdo nello spostare la carica, rispetto a quanto sprecherei dissipandola.

Purtroppo ti sei spiegato bene, e dico purtroppo perché sbagli, perché non dipende dalla carica, ma direttamente dall'energia termica coinvolta, come ha dimostrato Landauer.
E' un risultato ovvio se pensi che la termodinamica sia collegata alla conservazione dell'energia.
Qualunque "cosa" tu adoperi per immagazzinare i bit, elettroni, fotoni, tachioni o elefanti, NON puoi fare a meno di perdere un contributo energetico minore di quel limite.
Faccio notare che quel limite è davvero esiguo: se fosse possibile rispettarlo (non si può fare di meglio) potremmo avere un transfer rate di 1Gb/s consumando circa 3pW.

Col mio secondo esempio (pompa di calore) volevo solo dire che per spostare una certa quantità di energia (termica, in questo caso) spesso è "costa" molto meno dell'energia trasferita. La stessa cosa avviene nel boost.

Anche qui sbagli, perché non consideri tutti gli stati del sistema fisico.
Prendiamo un boost, che forse ti è più chiaro.
Tu osservi, nello stato di scarica dell'induttore sul condensatore di uscita, che il condensatore si carica con una energia maggiore di quella assorbita dall'ingresso.
Il discorso è che è vero per questa fase, ma tu stai dimenticando una cosa: c'è stata una fase precedente che ha visto caricare l'induttore a spese dell'ingresso senza dare contributo al condensatore di uscita. Quando il condensatore di uscita si carica si utilizza l'energia fornita dall'alimentatore, ma anche l'energia accumulata dall'induttore in precedenza.
Se faccio una media ottengo correttamente che tutta l'energia fornita dall'alimentatore ha caricato il condensatore.
Ovviamente se sono ancora più preciso dovrò considerare anche l'energia consumata dal circuito che fa lo switching (il diavoletto di Maxwell che apre e chiude la botola).

[PietroBaima]

E' colpa mia.

Anche mia, sono argomenti che mi prendono

[SandroCalligaro]

Spero non si sia capito che credo nel moto perpetuo, perché allora mi sarei spiegato molto male...
E' chiaro che l'induttore qualcuno lo avrà caricato, nel buck, e che comunque ci saranno delle perdite per fare il trasferimento di carica da un lato all'altro. Ma segnalare l'uscita o memorizzare un bit significa solo cambiare lo stato del condensatore di uscita, perciò se riesco a farlo evitando di dissipare tutto il differenziale di energia che c'è tra i due stati logici, c'ho guadagnato.

Quindi ribadisco che conta molto quanto perdo per fare switching (trasferimento) rispetto a quanto trasferisco tra ingresso ed uscita. Nel buck è chiaro che quel rapporto è nettamente a favore dell'energia trasferita, cioè trasferisco molto di più di quel che perdo.
Si può fare una porta logica implementata come un buck? Secondo me sì, anche se con la tecnologia attuale sarebbe un gioco inutile. Se però dovessi pilotare una linea con talmente tanta capacità che la differenza di enegia tra i suoi due stati è molto alta, potrebbe convenire.

[PietroBaima]

Spero non si sia capito che credo nel moto perpetuo, perché allora mi sarei spiegato molto male...

Non ho capito questo, ho fatto l'esempio del moto perpetuo proprio per farti capire che la possibilità in cui credi non è fattibile.

Ma segnalare l'uscita o memorizzare un bit significa solo cambiare lo stato del condensatore di uscita, perciò se riesco a farlo evitando di dissipare tutto il differenziale di energia che c'è tra i due stati logici, c'ho guadagnato.

Sbagli proprio qui: per quanto strano possa sembrarti non puoi fare questo, non puoi guadagnarci. Puoi solo cercare di rimetterci il meno possibile.
La stessa azione di cambiare lo stato di informazione, in questo caso del condensatore di uscita, comporta una perdita di energia (almeno uguale al limite di Landauer o peggiore) indipendentemente dalla tecnologia usata.

[SandroCalligaro]

"Guadagnare" era relativo.
Posso tentare di risparmiare rispetto alla soluzione attuale (completamente dissipativa), infatti, non di guadagnare energia, questo è ovvio.
Anche perché qualcuno dovrà pur prelevare della carica per poter osservare il bit in uscita.