ไดโอดทำตามกฎของโอห์มจริงๆหรือ

ไดโอดทำตามกฎของโอห์มจริงๆหรือ

กฎของโอห์มระบุว่ากระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำระหว่างจุดสองจุดนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าข้ามจุดสองจุด

แนะนำค่าคงที่สัดส่วนความต้านทานหนึ่งมาถึงสมการทางคณิตศาสตร์ปกติที่อธิบายถึงความสัมพันธ์นี้: I = V / R ที่ฉันเป็นกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำในหน่วยของแอมแปร์ V คือแรงดันไฟฟ้าที่วัดทั่วตัวนำในหน่วย ของโวลต์และ R คือความต้านทานของตัวนำในหน่วยโอห์ม โดยเฉพาะอย่างยิ่งกฎของโอห์มระบุว่า R ในความสัมพันธ์นี้คงที่ไม่ขึ้นกับกระแส "

https://en.wikipedia.org/wiki/Ohm%27s_law

แต่ผมมีวิศวกรไฟฟ้าเพื่อนบอกว่าไดโอดไม่ปฏิบัติตามกฎของโอห์ม, V = IRแต่มันมีความต้านทานแม่เหล็กที่แตกต่างกันโดยอัตโนมัติเพื่อให้แรงดันที่ค่อนข้างคงที่ใด ๆ ในปัจจุบัน

มันเป็นเรื่องจริงเหรอ?

มันเป็นหรือไม่ปฏิบัติตามกฎหมายของโอห์ม?

นอกจากนี้หากคุณใส่ไดโอดที่ส่วนท้ายของแหล่งจ่ายไฟโดยที่ขั้วบวกไปยัง + และไม่ได้เชื่อมต่อกับแคโทดคุณจะยังคงเห็นแรงดันไฟฟ้าตกที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหล อธิบายสิ่งนี้

นี่คือไดอะแกรมเพื่อแสดงแรงดันตกที่เกี่ยวกับกระแสในไดโอด HER508:

ที่มา: http://www.rectron.com/data_sheets/her501-508.pdf

นี่ไม่ใช่คำถามขาวดำและผู้คนมากมายจะเถียงว่าไม่ได้ทำตาม "กฎของโอห์ม" และขึ้นอยู่กับว่าคุณโต้แย้งมันอย่างไรพวกเขาสามารถพูดถูก

อย่างไรก็ตามความจริงก็คือความต้านทานของไดโอดจะเปลี่ยนไปตามกระแสหรือแรงดันที่ใช้ ดังนั้นคุณไม่สามารถค้นหาความต้านทานของไดโอดและใช้ "กฎของโอห์ม" เพื่อกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสโดยสูตร V = IR แบบเก่าที่ดีอย่างที่คุณสามารถทำได้ด้วยตัวต้านทาน จากการโต้แย้งนั้นดูเหมือนว่าไม่มีไดโอดหรือเซมิคอนดักเตอร์ที่แม่นยำมากขึ้นดูเหมือนจะไม่ปฏิบัติตามกฎหมายของโอห์ม

อย่างไรก็ตามหากคุณมีวงจรที่มีไดโอดนั้นจะมีความเอนเอียงที่แรงดันไฟฟ้า V หรือด้วยกระแสไบแอสของ I ความต้านทานของไดโอดภายใต้เงื่อนไขเหล่านั้นจะยังคงที่ นั่นคือสูตรของโอห์มยังคงใช้เมื่อไดโอดอยู่ในสถานะมั่นคง หากคุณกำลังพยายามที่จะคำนวณความต้านทานเอาต์พุตของวงจรของคุณในสถานะนั้นสิ่งสำคัญคือต้องรู้ในขณะที่การยอมรับความต้านทานจะแตกต่างกันเมื่อวงจรอยู่ในสถานะที่แตกต่างกัน

ในความเป็นจริงฉันจะไปไกลเท่าที่จะยืนยันว่าไดโอดตามสูตรของโอห์มเสมอ ใช่ V = IR อย่างไรก็ตามในกรณีของไดโอด R ตามสมการที่ค่อนข้างซับซ้อนซึ่งรวมถึง V หรือ I เป็นตัวแปร ..

นั่นคือไดโอด

ไหน R D = F ( ฉัน, V ) V = ฉัน F ( I , V $V = I.R_D$
$R_D = F(I,V)$
$V = I.F(I,V)$

ดังนั้นใช่ในทางคณิตศาสตร์มันเป็นไปตามสูตรของโอห์มไม่ใช่ในรูปแบบที่ใช้กับคุณได้มากยกเว้นในสภาวะคงที่ที่เฉพาะเจาะจงมาก

สำหรับผู้ที่โต้แย้งว่า "กฎของโอห์มใช้ไม่ได้หากความต้านทานไม่คงที่" ฉันกลัวว่านี่เป็นความผิดของ Maxwell ความตั้งใจของโอห์มคือความต้านทานควรคงที่ตามกาลเวลาภายใต้สภาพการกระตุ้นที่มั่นคง นั่นคือความต้านทานไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างเป็นธรรมชาติโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ใช้ ความจริงก็คือไม่มีสิ่งใดต้านทานได้แน่นอน แม้แต่ตัวต้านทานกำลังไฟไตรมาสที่ต่ำต้อยของคุณก็จะเปลี่ยนความต้านทานเมื่อมันอุ่นขึ้นและตามอายุ

หากคุณคิดว่านี่เป็นเพียงความเห็นของชายคนหนึ่งคุณจะถูกต้องชื่อของเขาคือ
Georg Simon Ohm

โอกาสที่คุณไม่เคยอ่านงานของเขาจริง ๆหรือถ้าคุณอ่านภาษาเยอรมันฉบับดั้งเดิมรุ่นเดิมหากคุณเคยทำและที่หน้า 281 หรือศัพท์ภาษาอังกฤษและไฟฟ้าโบราณฉันเตือนคุณมันเป็นเรื่องยากมากที่จะอ่านคุณจะพบว่าเขาครอบคลุมอุปกรณ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้นแน่นอนและควรรวมไว้ด้วย ในกฎของโอห์ม อันที่จริงมีภาคผนวกทั้งหมด 35 หน้าซึ่งอุทิศให้กับหัวเรื่องทั้งหมด เขายังรับทราบว่ามีสิ่งต่าง ๆ ที่ยังคงถูกค้นพบที่นั่นและเปิดให้มีการสอบสวนเพิ่มเติม

Ohms Law ระบุว่า .. ตาม Maxwell ..

"แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่กระทำระหว่างแขนขาของส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรคือผลผลิตของความแข็งแกร่งของกระแสและความต้านทานของส่วนนั้นของวงจร"

อย่างไรก็ตามนั่นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของวิทยานิพนธ์ของโอห์มและมีคุณสมบัติในคำพูดของโอห์มตามแถลงการณ์"วงจร voltaic ... ซึ่งได้รับมันเป็นสถานะถาวร"ซึ่งกำหนดไว้ในกระดาษและฉันถอดความเป็นองค์ประกอบใด ๆ ที่มีความต้านทานขึ้นอยู่กับ ในแรงดันไฟฟ้าที่ใช้หรือกระแสหรือสิ่งอื่นใดจะต้องได้รับอนุญาตให้เข้าสู่สภาวะสมดุล นอกจากนี้หลังจากการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในการกระตุ้นของวงจรโดยรวมการปรับสมดุลจะต้องเกิดขึ้นก่อนที่สูตรจะมีประสิทธิภาพ แม็กซ์เวลล์ในขณะที่มีคุณสมบัติเป็น R ต้องไม่เปลี่ยนด้วย V หรือ I

นั่นอาจไม่ใช่สิ่งที่คุณได้รับการสอนในโรงเรียนหรือแม้แต่สิ่งที่คุณเคยได้ยินคำพูดหรืออ่านจากแหล่งข้อมูลที่มีชื่อเสียงมากมาย แต่มาจากโอห์มเอง ปัญหาที่แท้จริงคือคนจำนวนมากรับรู้หรือเข้าใจเพียงการตีความที่เรียบง่ายของวิทยานิพนธ์ของ Ohm ที่เขียนโดย Maxwell ที่ถูกอาจผิดพลาดเผยแพร่ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาตั้งแต่คนที่ยิ่งใหญ่จริง ๆ แล้วทำงานเป็น "กฎของโอห์ม"

หลักสูตรใดที่ทำให้คุณมีความขัดแย้ง

ความจริงก็คือโอห์มระบุไว้เพียงเมื่อมันเข้าสู่สถานะที่มั่นคงแรงดันไฟฟ้าข้ามวงจรคือผลรวมของเวลาปัจจุบันความต้านทานของชิ้นส่วน

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

$E = I.R1 + I.R2 + I.R3$

โดยที่ R3 คือความต้านทานใดก็ตามที่ไดโอดตั้งอยู่ ดังนั้นจึงไม่สำคัญว่า R3 จะเป็นไดโอดหรือไม่ ซึ่งแน่นอนว่าถูกต้อง Maxwell ตรงกันข้ามหมายความว่าเนื่องจากวงจรประกอบด้วยองค์ประกอบที่ไม่ใช่เชิงเส้นสูตรไม่ได้ใช้ซึ่งแน่นอนว่าผิด

เราเชื่อหรือไม่ว่าสิ่งที่ Maxwell เขียนนั้นเป็นข้อผิดพลาดในการทำให้เกินขนาดและไปกับสิ่งที่ Ohm พูดจริงๆหรือเราจะทิ้งสิ่งที่ Ohm พูดจริงๆและไปกับการทำให้เข้าใจง่ายของ Maxwell ซึ่งทำให้ส่วนที่ไม่ใช่เชิงเส้น

หากคุณเชื่อว่าไดโอดนั้นไม่สอดคล้องกับแบบจำลองทางจิตของกฎของโอห์มโมเดลของกฎโอห์มของคุณก็คือกฎของแมกซ์เวลล์ บางสิ่งที่ต้องผ่านการรับรองว่าเป็นส่วนย่อยของวิทยานิพนธ์ของ Ohm หากคุณเชื่อว่าไดโอดเหมาะสมกับโมเดลคุณก็จะอ้างถึงวิทยานิพนธ์ของ Ohm จริงๆ

อย่างที่บอกไปแล้วว่ามันไม่ใช่ขาวดำ ในท้ายที่สุดมันไม่สำคัญเลยเพราะไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลง

$\Delta V$$\Delta i$$Rd=\frac{\Delta V}{\Delta i}$

เพื่อนของคุณกำลังอธิบายพฤติกรรมของไดโอดแบบมาตรฐาน (ซิลิคอน, ไม่ใช่สกอตต์กี), ซึ่งเส้นโค้ง vi เป็นเลขชี้กำลังซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นศูนย์ (สำหรับกราฟที่ใช้ mA เป็นแกนปัจจุบัน) และเริ่มเห็นได้ชัดขึ้นที่ประมาณ 0.6 โวลต์และซึ่งโดยปกติจะตีกระแสสูงมากประมาณ 0.7 โวลต์ นั่นคือความต้านทานแบบไดนามิกสูงมากที่กระแสต่ำและหลัง (ประมาณ) 0.6 โวลต์ลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งหมายความว่าถ้าคุณมีไดโอดไปข้างหน้า - ลำเอียงขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้าตัวแปรและตัวต้านทานคงที่ในช่วงของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าค่อนข้างแรงดันไดโอดไปข้างหน้าจะค่อนข้างใกล้กับ 0.6 หรือ 0.7 โวลต์

ไดโอดไม่ปฏิบัติตามกฎหมายของโอห์ม ดังที่คุณเห็นในข้อความที่ยกมาของคุณกฎของโอห์มระบุไว้โดยเฉพาะว่า R นั้นคงที่ หากคุณพยายามคำนวณ R จาก V / I ในขณะที่ดูที่กราฟ IV ของไดโอดคุณจะเห็นว่าเมื่อคุณเพิ่มแรงดันไฟฟ้า "R" จะเปลี่ยนไป

เพื่อนวิศวกรไฟฟ้าของคุณไม่ถูกต้อง บอกว่า "ความต้านทานแตกต่างกันเพื่อให้ Vdrop คงที่" ไม่มีความหมายอย่างสมบูรณ์ ในกรณีนี้ "ความต้านทาน" เป็นเพียง V / I ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลง ถ้าคุณยอมให้ R มีค่าใด ๆ ใน V = IR สมการจะไร้ประโยชน์เพราะคุณไม่สามารถทำนายอะไรได้

ในสถานการณ์ของคุณคุณจะไม่เห็นแรงดันไฟฟ้าตก ทั้งสองด้านของอุปกรณ์จะมีแรงดันไฟฟ้าบวกเท่ากัน (เทียบกับ - ขั้วของแหล่งจ่ายไฟ)

กฎของโอห์มระบุว่ากระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำระหว่างจุดสองจุดนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าข้ามจุดสองจุด

1. ไดโอดไม่ใช่ตัวนำ

2. '... สัดส่วนโดยตรงกับ ... ' หมายถึงความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างแรงดันและกระแสในช่วงการทำงานที่สำคัญซึ่งเห็นได้ชัดไม่ใช่กรณี

ดังนั้นไม่; ไดโอดไม่ปฏิบัติตามกฎของโอห์ม

ไดโอดเป็นไดโอดและไม่ปฏิบัติตามหรือไม่สนใจสิ่งที่เราคิดเขียนหรือจินตนาการเกี่ยวกับมัน

ดังนั้นคำถามอาจจะกลับหัวกลับกลายเป็นบางอย่างเช่น
"ลักษณะไดโอด I / V สามารถสร้างแบบจำลองโดยใช้กฎของโอห์มได้หรือไม่"

ในกรณีที่คำตอบนี้อาจเป็น:
"ใช่ภายใต้ข้อ จำกัด บางประการกฎหมายของโอห์มสามารถใช้ได้แม้ว่าจะไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดหรือตัวเลือกแรก"

$v=R\,i$$R=f(i)$

ในความเป็นจริงหลายรุ่นสามารถผลักดันให้พอดีกับพฤติกรรมไดโอดชี้ให้เห็นหนึ่งที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานมากของคุณเป็นงาน

ไดโอดนั้นสามารถจำลองตามที่มันเป็นตัวเก็บประจุ:

$v=\frac{1}{C}\int i\,{\mathrm{dt}}$$\frac{1}{C}=f(v,i,t)$

เห็นได้ชัดว่านี่เป็นความคิดที่บ้าคลั่งอย่างสมบูรณ์และไม่มีใครคิดว่าจะใช้มัน

ฉันแค่ต้องการทำให้รุ่นที่ชัดเจนเป็นเพียงรุ่น พวกเขาไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับ "ความจริง" ไม่ว่ามันจะหมายถึงอะไร - และพวกเขาจะถูกต้องตราบเท่าที่พวกเขาให้คำตอบที่ "ถูกต้อง" จากนั้นบางคนก็เหมาะสมกับวัตถุประสงค์

ดังนั้น recapping ขึ้นอยู่กับสิ่งที่เราเป็นอยู่หลังจากนั้นแบบจำลองที่เหมาะสมยิ่งขึ้นจะพบ:
ลดลงคงที่ / เกณฑ์ลดลงคงที่และความต้านทานคงที่, รูปแบบเลขชี้กำลังและความแตกต่างที่แตกต่างกันเพื่อให้แน่ใจว่าดีขึ้น

... ฉันมีวิศวกรไฟฟ้าคนหนึ่งบอกฉันว่าไดโอดทำตามกฎของโอห์ม V = IR ยกเว้นว่ามันมีความต้านทานที่แตกต่างกันซึ่งจะแตกต่างกันโดยอัตโนมัติเพื่อให้แรงดันตกค่อนข้างคงที่สำหรับกระแสใด ๆ มันเป็นเรื่องจริงเหรอ?

ใช่

• แต่สำหรับแรงดันที่เพิ่มขึ้นเท่านั้นเมื่ออิ่มตัวและค่าความต้านทานคงที่มีความอดทนกว้าง แต่คุณอาจพิจารณาเส้นโค้ง VI เล็กน้อย

อิ่มตัวคืออะไร เมื่อความต้านทานลอการิทึมแบบไดนามิกกลายเป็นน้อยกว่าความต้านทานแบบกลุ่มคงที่เพื่อให้ ESR เกือบคงที่และกฎของโอห์มใช้

• สังเกตว่า def'n ต่อไปนี้เป็นเท็จ !!
  ไดโอดที่ผ่านกระแสสูงสุดที่เป็นไปได้ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ต่อไปจะไม่มีผลต่อกระแสไฟฟ้า พจนานุกรม McGraw-Hill ของข้อกำหนดทางวิทยาศาสตร์และเทคนิค, 6E, ลิขสิทธิ์© 2003 โดย The McGraw-Hill Companies, Inc.

$ESR=\frac{\Delta V}{ \Delta I}$

ดังนั้นสิ่งที่จำเป็นในปัจจุบันเพื่อวัด ESR?

• มันจะเป็นแบบเชิงเส้นและคงที่ใกล้กับ Vf @ current หากและอาจถูกทำนายโดยทั่วไปสำหรับไดโอดส่วนใหญ่ที่ใช้สิ่งนี้
• เนื่องจากหาก (สูงสุด) ขึ้นอยู่กับการจัดอันดับพลังงาน Pd (สูงสุด) และขนาดชิป ESR จะเกี่ยวข้องกับผกผันกับ Pd เสมอและไม่ได้เป็นลอการิทึม แต่ค่อนข้างคงที่ - ความทนทานต่อ ESR อาจเพิ่มขึ้น +/- 50% จากการผลิตทั้งหมด แต่ <5% ในแบทช์
• $Z_{zt}$ @ some If (mA)และเป็นสิ่งเดียวกันและกฎของโอห์มใช้

ตัวอย่าง:

$V_f= V_{th} + I_f*ESR ~~~~~$
- Vth คือหัวเข่าของโค้งเช่น Zener threshold (LED, Ge, Si และอื่น ๆ )

ยืนยันการยืนยันของฉัน

ข้อมูลจำเพาะของToshiba LED TL1-L3-xxx

• 2.85V (ปกติ) @ 350mA, สูงสุด 1A (ชีพจร) ดังนั้นวัด ESR> 0.1A
• Pd (typ) = 2.85 * 350mA = 1W
• (กฎของฉัน) ESR = k / Pdสำหรับ k = 0.5 (ดี) ถึง 1 (ยุติธรรม)

จากสเปรดชีตด้านบน (สร้างจากแผ่นข้อมูล ) ดูว่า ESR (สีเขียวเข้ม) แผ่ออกเหนือ Vf = 2.85V ได้อย่างไร

• ESR @ ถ้า
  • (ซ้ายแกน Y เทียบกับแกน Y ขวา)

 1.5 Ω @ 100mA
 1.0 Ω @ 175mA
 0.5 Ω @ 350 mA ( 2.85V )
 0.25Ω @ 1000 mA  ( absolute max)

เนื่องจากด้านบนหมายถึง ESR k factor = 0.5 นี่เป็น LED ที่มีประสิทธิภาพยอดเยี่ยม (มากกว่าแค่ดี) LED พลังงานต่ำเช่น 5mm มีแนวโน้มที่จะมี k = 1 เช่น 65mW, ESR = 16 Ω โดยทั่วไปแล้วคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ดีกว่าและขนาดที่ใหญ่กว่านั้น k ที่ต่ำกว่าจะดีกว่านั่นก็คือ Figure of Merit (FoM) ที่มีประโยชน์ และจำได้ว่าความอดทนในรายละเอียดกว้าง แต่ผลลัพธ์ของคุณขึ้นอยู่กับซัพพลายเออร์

ข้อมูลอื่น ๆ (ไม่มีรสนิยมที่ดีติ๊ก)

ไดโอดเป็นลอการิทึมโดยเนื้อแท้กว่า 4 ทศวรรษเมื่ออุดมคติ นี่คือไดโอดพลังงานขนาดใหญ่ดังนั้นความต้านทานต่อเนื่องเชิงเส้นจึงค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับการตอบสนองตามธรรมชาติแบบลอการิทึม

ฉันได้พูดคุยกันบ่อยครั้งเกี่ยวกับความต้านทานเชิงเส้นที่เพิ่มขึ้นของไดโอดตามค่าผกผัน Pd +/- 25% สำหรับ k = 0.5 ถึง 1 สำหรับ ESR = k / Pd นี่คือการค้นพบของฉันเองที่ยังไม่ได้สอน แต่สอดคล้องกับไดโอดและทรานซิสเตอร์ส่วนใหญ่ แม้ว่าส่วนนี้จะไม่มีการให้คะแนน Pd ก็คือ 5A@1.1 ~ 1..7 @ 60'C หมายถึงเฉลี่ย 7W หรือ ESR 0.07 ถึง 0.14 โอห์มหรือเฉลี่ย เพิ่มขึ้น 0.1V ต่อแอมป์ สิ่งนี้จะให้การประมาณเบสบอลของเส้นโค้งในช่วง 1 ถึง 10A ซึ่งเป็นเส้นตรงตามที่แสดงโดยเส้นโค้งในกราฟบันทึกการทำงานของรูปที่ 4 ในhttp://www.eicsemi.com/DataSheet/HER501_8.pdf

แต่เส้นโค้งที่คุณแสดงนี้มีไว้สำหรับพัลส์แคบที่อุณหภูมิทางแยกถูกควบคุมที่ค่าคงที่ 25'C

แต่สำหรับ ESR จะเป็นไปตามเส้นโค้งค่อนข้างตรงระหว่าง 10% ถึง 100% ของกระแสสูงสุดที่กำหนด ด้านล่างนี้คือ R ที่เพิ่มขึ้นคือลอการิทึม

ใช่แล้วไม่ใช่คำตอบของคุณ มันขึ้นอยู่กับ ESR

พวกเขาไม่ปฏิบัติตามกฎของโอห์ม แต่นั่นไม่ได้ทำให้การเปรียบเทียบไร้ประโยชน์

ก่อนอื่นให้พิจารณาว่าถ้าฉันมีสองค่าใด ๆ เช่นแรงดันและกระแสฉันสามารถนิยามฟังก์ชัน R ซึ่งเป็น "ความต้านทาน" ที่เทียบได้กับสองค่านี้ ในกรณีนี้ R ของไดโอด ("ความต้านทาน" ของไดโอด) ไม่เป็นเชิงเส้นสูง เนื่องจากฉันสามารถสร้างความสัมพันธ์ดังกล่าวสำหรับอุปกรณ์ใดก็ได้ที่ฉันต้องการโดยอ้างว่าไดโอดปฏิบัติตามกฎของโอห์มก็คล้าย ๆ กับการพูดว่า ( กฎข้อ 11 )

$I=I_0e^{kV}$ที่ $ k มีค่าคงที่สำหรับไดโอดนั้น ถ้าฉันหาอนุพันธ์ฉันจะได้$\frac{dI}{dV}=kI_0e^{kV}$. ฉันสามารถใช้สิ่งนี้เพื่อสร้างแบบจำลองสัญญาณขนาดเล็กสำหรับไดโอดลำเอียงที่มีแรงดันไฟฟ้าแน่นอน ตราบใดที่สัญญาณแรงดันขนาดเล็กมีขนาดเล็กพอมันจะไม่สร้างเอฟเฟกต์ที่ไม่ใช่เชิงเส้นมากเกินไปและฉันสามารถออกแบบวงจรได้บางส่วนราวกับว่าไดโอดเป็นตัวต้านทาน

กฎของโอห์มทำงานได้หลายอย่างนอกเหนือจากกระแสและแรงดันผ่านตัวต้านทาน แต่ทุกที่ที่คุณพยายามที่จะใช้มันก็จะล้มเหลวในที่สุด สำหรับตัวต้านทานการสลายเกิดขึ้นเมื่อกระแสและแรงดันสูงพอที่จะทำให้ตัวต้านทานขึ้นไปในควัน สำหรับวงจรแม่เหล็กกฎของโอห์มจะล้มเหลวเมื่อส่วนหนึ่งของวงจรอิ่มตัว นอกจากนี้ยังสามารถนำไปใช้กับการไหลของของเหลวผ่านท่อรูปแบบการอพยพผิดกฎหมายและอื่น ๆ อีกมากมาย

สำหรับไดโอดธรรมดานั้นมี DIODE EQUATION พัฒนา IIRC โดย Shockley มันคือ I = Io (e ^ (Vd / nVt) -1) ไดโอดไม่ปฏิบัติตามกฎของโอห์ม ดูhttps://en.wikipedia.org/wiki/Diode_modellingสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม แน่นอนว่ารุ่นนี้เหมือนกับรุ่นอื่น ๆ ทั้งหมดมีข้อ จำกัด เกินกว่าที่มันจะล้มเหลว

ในการสร้างแบบจำลองวงจรปกติฉันใช้สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าในชุดที่มีแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าประมาณ 0.6 โวลต์ น้อยกว่า 0.6 โวลต์สวิตช์เปิดและไม่มีกระแสไฟฟ้าไหล สูงกว่า 0.6 โวลต์สวิทช์ปิดและแรงดันตกถูก จำกัด โดยแหล่งแรงดันไฟฟ้าที่ 0.6 ไม่ว่ากระแส มันทำงานได้ดีพอในวงจรส่วนใหญ่

โปรดทราบว่าเครื่องคิดเลข WP-34s รวมถึงฟังก์ชัน Lambert W ที่คุณสามารถใช้เพื่อแก้สมการไดโอดได้ทันทีโดยไม่ต้องวนซ้ำ แต่นั่นอยู่นอกเหนือขอบเขตของคำถามของคุณ

ที่ความถี่สูงไดโอดจะมีการเหนี่ยวนำและความจุที่จะต้องเป็นแบบจำลองดังนั้นโปรดระมัดระวังหากคุณพบสถานการณ์เช่นนี้

เพื่อนของคุณกำลังสับสน "กฎของโอห์ม" ซึ่งระบุความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงระหว่างแรงดันและกระแสกับความสามารถในการระบุความต้านทานต่างกันความสัมพันธ์ท้องถิ่นระหว่างแรงดันและกระแสที่จุดปฏิบัติการที่กำหนด อดีตเป็นกฎหมายที่แท้จริงที่ทำให้มีคำสั่งกำหนดซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นคำอธิบายที่มากหรือน้อยและจะถือว่ามีความสัมพันธ์ที่มีอยู่ระหว่างแรงดันและกระแสเท่านั้น

โปรดทราบว่าจุดปฏิบัติการไม่สามารถอธิบายได้ด้วยกระแสที่ไม่ซ้ำกัน: ตัวอย่างเช่นไดโอดอุโมงค์มีเฟสของความต้านทานเชิงลบเนื่องจากเอฟเฟกต์อุโมงค์ถูกแทนที่ด้วยพฤติกรรมไดโอดปกติโดยที่กระแสลดลงเมื่อแรงดันเพิ่มขึ้น ทำให้สามารถขับออสซิลเลเตอร์ได้

ไดโอดนั้นไม่เป็นเชิงเส้น (ไม่ว่าจะปล่อยแสงหรือไม่ก็ตาม)

"ไม่ใช่เชิงเส้น" หมายความว่าพวกเขาไม่ปฏิบัติตามกฎของโอห์มตามปกติเช่นตัวต้านทาน, ตัวทำความร้อน, สายยาว ฯลฯ

 E=IR              E (volts) = I (amps) x R (ohms).  

ในทันทีมีค่าสำหรับ E และ I ดังนั้น R สามารถคำนวณได้อย่างมีประสิทธิภาพ

แต่กฎของโอห์มให้ความรู้สึกว่า R คงที่ถ้า E หรือ I เปลี่ยน: ถ้า E เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า นั่นไม่เป็นความจริงสำหรับสิ่งที่ไม่ใช่เชิงเส้นเช่นไดโอด

กฎของโอห์มคือสมการเชิงเส้นและสิ่งอื่น ๆ ทั้งหมดที่ได้รับผลคงที่ในรูปแบบเส้นตรง ไดโอดจัดเป็นอุปกรณ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้นและการเรียกร้องเป็นอย่างอื่นเช่นเดียวกับการพูดความหมายของเชิงเส้นที่ไม่ถูกต้อง คุณจะใช้การเปรียบเทียบแบบเดียวกันกับสี่เหลี่ยมจตุรัสหรือลูกบาศก์อย่างจริงจังหรือไม่ การกล่าวว่าไดโอดดังต่อไปนี้กฎหมายของโอห์มดูเหมือนคำพูดจากนักการเมือง - และน่าเชื่อถือ

แนวคิดทั่วไปที่แท้จริงของการต่อต้านคือ $R = \frac{dI}{dV}$.

ด้วยวงจรแบบพาสซีฟทุกอย่างเป็นแบบเส้นตรงและความต้านทานก็เช่นกัน $R = \frac{dI}{dV} = \frac{V}{I}$ - อนุพันธ์คือค่าคงที่, เป็นเส้นตรง

มันคือความต้านทานเชิงเส้น (ค่าคงที่) ที่ผู้คนคิดก่อนเมื่อพูดถึงการต่อต้าน พวกเขาเป็น "ตัวต้านทาน" สะดวกยิ่งขึ้นด้วยที่ส่วนประกอบที่ใช้งานอื่น ๆ ไม่จำเป็นต้องแสดงออกในแง่ของความต้านทานที่บริสุทธิ์ ถึงแม้จะมีความต้านทานต่อกาฝาก$R_{OUT}$ฯลฯ ) เราจัดการกับพวกมันในฐานะตัวต้านทาน ดังนั้นสิ่งนี้จึงทำให้ความคิดที่ว่าความต้านทานนั้นเป็นเพียงตัวต้านทานเท่านั้น

แต่ถ้าเราใช้จริงๆ $R = \frac{dI}{dV}$เกือบทุกองค์ประกอบที่มีแรงดันตกคร่อมและอนุญาตให้กระแสไหลเข้าหรือออกจากขั้วอย่างน้อยหนึ่งขั้วสามารถแสดงว่ามี "ความต้านทาน"

ฉันอาจจะเสียใจที่พูดว่า "ไหลไปยังหรืออย่างน้อยหนึ่งเทอร์มินัล" เนื่องจากไม่มีส่วนประกอบที่ใช้งานได้จริง (อาจเป็นเสาอากาศ แต่ฉันไม่แน่ใจ)

นอกจากนี้อย่าซื้อจากอิเล็กทรอนิคส์ของ Lees พวกเขาอาจจะผิดพลาดที่จะให้คุณเตรียมชิ้นส่วนไว้สำหรับฉันและคุณอาจท้ายด้วยส่วนประกอบที่ผิดพลาด