Кіріспе

Екі портты өзара байланысы жоқ желі элементі. Гиратор – 1948 жылы Бернард Д.Х. Тельген қарсылық, конденсатор, индуктор және идеалды трансформатордан кейін гипотетикалық бесінші сызықтық элемент ретінде ұсынған пассивті, сызықты, шығынсыз екі портты электр желі элементі.

Атауы

Тельген бұл элементті гиратор деп атады, бұл атау гироскоп және жалпы құрылғыларға қосылатын "тор" жұрнағының (мысалы, резистор, конденсатор, транзистор сияқты) қосындысынан туындаған. "Тор" жұрнағы Тельгеннің туған тілі – голланд тілінде одан да мағыналы, себебі сондағы байланысты элемент – трансформатор "трансформатор" деп аталады. Гиратор, гироскоппен оның қызмет ету принциптеріндегі ұқсастығы арқылы байланысты. Гироскоппен салыстыру екі айналу осі бойынша гироскоптың айналу моменті мен бұрыштық жылдамдығы арасындағы байланысқа негізделген. Бір осіне әсер ететін айналу моменті екінші осінің бұрыштық жылдамдығында пропорционалды өзгеріске алып келеді, және керісінше. Гироскоптың механикалық-электрлік аналогиясында айналу моменті мен бұрыштық жылдамдық кернеу мен токқа сәйкес келеді, нәтижесінде электрлік гиратор пайда болады.

Идеалдық трансформатормен байланыс

Идеалдық гиратор – екі портты, сызықтық, жоғалтусыз, пассивті, жады жоқ құрылғы ретінде идеалдық трансформаторға ұқсас. Бірақ трансформатор 1-порттағы кернеуді 2-порттағы кернеуге, ал 1-порттағы токты 2-порттағы токқа тікелей байланыстырса, гиратор кернеуді токқа, ал токты кернеуге өзара байланыстырады. Екі гираторды тізбектей қосу арқылы кернеуді кернеуге байланыстыру, идеалдық трансформатордағыдай болады. Дегенмен, гираторды басқа гиратормен бірге "аспалы" (floating) конфигурацияда қолдануға болады, егер "аспалы" жерлер біріктірілген болса. Бұл "аспалы" гиратор жасауға мүмкіндік береді, бірақ гиратор жұбының кіріс терминалдарындағы индуктивтіліктің симуляциялық мәні, қажетті индуктивтілікке жету үшін әр гиратор үшін екі есе кемітуі керек (тізбектелген индукторлардың кедерісі қосылады). Бұл көбінесе жасалмайды, себебі стандартты конфигурацияға қарағанда одан да көп компоненттер қажет, ал нәтижедегі индуктивтілік – қажетті индуктивтіліктің жартысына ие екі симуляциялық индуктордың нәтижесі болады.

Импеданс инверсиясы

Микротолқынды тізбектерде импедансты инверсияны гиратордың орнына төртінші толқынды импеданстық трансформаторды қолдану арқылы жүзеге асыруға болады. Төртінші толқынды трансформатор – пассивті құрылғы болып табылады және оны жасау гиратор жасауға қарағанда әлдеқайда оңай. Гиратордан өзгеше, трансформатор – өзара байланыс компоненті. Трансформатор – үлестірілген элементтер тізбегінің мысалы.

Басқа энергетикалық салалар

Гиратордың аналогтары басқа энергия салаларында да кездеседі. Механикалық гироскоппен ұқсастық атау бөлімінде аталып өткен. Сондай-ақ, бірнеше энергия домендерін қамтитын жүйелер, мысалы, механикалық-электрлік аналогиялар сияқты аналогиялар арқылы біртұтас жүйе ретінде талданғанда, домендер арасындағы түрлендіргіштер аударып жатқан айнымалыларға байланысты трансформаторлар немесе гираторлар болып есептеледі. Электромагниттік түрлендіргіштер токты күшке, ал жылдамдықты кернеуге айналдырады. Бірақ, импеданс аналогиясында күш кернеудің аналогы, ал жылдамдық токтың аналогы болып табылады, сондықтан электромагниттік түрлендіргіштер осы аналогияда гираторлар болып табылады. Ал, пьезоэлектрлік түрлендіргіштер трансформаторлар болып табылады (осыған ұқсас). Осылайша, электрлік пассивті гиратор жасаудың тағы бір жолы – механикалық сүзгілердегідей, механикалық доменге түрлендіру және кері түрлендіру үшін түрлендіргіштерді пайдалану. Мұндай гираторды мультиферролық материалдың магнитэлектрлік әсерін пайдаланып, бір ғана механикалық элементпен жасауға болады. Мысалы, мультиферролық материалдың айналасына оралған ток өткізгіш катушка мультиферролық материалдың магнитостриктивті қасиеті арқылы діріл тудырады. Бұл діріл материалға енгізілген электродтар арасында мультиферролық материалдың пьезоэлектрлік қасиеті арқылы кернеуді шақырады. Нәтижесінде ток кернеуге түрленеді, бұл гиратордың әрекетін қамтамасыз етеді.