ทำไม LEDs ไม่เชื่อฟังกฎของโอห์ม

11

ในคำถามก่อนหน้านี้ก็ถูกนำไปผมว่าไฟ LED ไม่ปฏิบัติตามกฎหมายของโอห์ม (ดูการคำนวณแรงดันไฟฟ้าที่คาดไว้รอบตัวต้านทาน )

พูดง่ายๆ: มันเป็นอย่างไร

อะไรทำให้พวกเขาประพฤติตนแตกต่างกัน เราควรปฏิบัติต่อพวกมันอย่างไรในวงจรและการคำนวณ?

มีส่วนประกอบอื่นที่มีพฤติกรรมคล้ายกันหรือไม่?

led ohms-law

5

โมเดลไดโอดที่ไม่เหมาะมีคำที่อธิบายอยู่ในนั้น ที่สำคัญกว่านั้นกฎหมายของ Kirchoff มีความพึงพอใจและเป็นสิ่งที่บังคับใช้อยู่เสมอ

— Matt Young

@MattYoung เพื่อความชัดเจนไดโอดในอุดมคติมีเทอมแบบเอ็กซ์โปเนนเชียลและรูปแบบจุดเปลี่ยนเป็นเพียงการทำให้เข้าใจง่ายมาก

— clabacchio

ลองใช้แรงดันไฟฟ้าแบบแปรผันกับน้ำ สิ่งที่คุณจะพบคือความต้านทานเปลี่ยนไปตามแรงดันไฟฟ้า อากาศก็ไม่เชื่อฟังกฎของโอห์ม - คุณมีแรงดันมหาศาลที่ลอยอยู่ในอากาศ แต่แทบจะไม่มีกระแสไฟฟ้าจนกว่าแรงดันจะถึงระดับหนึ่ง สิ่งที่คุณสังเกตเห็นนั้นเป็นประกายในรูปแบบของแสง กฎของโอห์มนั้นใช้กับวัสดุตัวต้านทานเท่านั้น - ตามคำจำกัดความ สิ่งที่ไม่เชื่อฟังกฎของโอห์มไม่ใช่ตัวต้านทาน

— จอนนี่ B ดี

5

คุณเพิ่งค้นพบหลักการของอุปกรณ์เชิงเส้นและไม่เชิงเส้น คาดว่าพฤติกรรมที่ไม่ใช่เชิงเส้นจากเซมิคอนดักเตอร์ทั้งหมด

— gbarry

15

กฎของโอห์มใช้กับการต่อต้าน ด้านความต้านทานทั้งหมดของอุปกรณ์จะทำงานตามกฎหมายของ OHm

หากคุณกลับคำถามของคุณคุณจะเห็นว่าทุกสิ่งที่ปฏิบัติตามกฎหมายของโอห์มจะต้องเป็นตัวต้านทาน มีหลายอย่างที่เราสามารถทำได้ด้วยการต่อต้านที่บริสุทธิ์ ดังนั้นในเชิงตรรกะสิ่งที่ไม่ทำงานตามกฎของโอห์มไม่ใช่ตัวต้านทาน หรือสิ่งใดก็ตามที่ไม่ใช่ตัวต้านทานจะไม่ทำงานตามกฎของโอห์ม

ฉันเชื่อว่านี่คือ Tautology

ในการออกแบบวงจรเรามีอุปกรณ์ที่แตกต่างกันมากมายทุกคนมีคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์เพื่อให้สามารถใช้สิ่งต่าง ๆ / ฟังก์ชั่นต่าง ๆ

— ตัวยึด
แหล่งที่มา

3

ฉันคิดว่าคำตอบของคุณต้องได้รับการเน้นมากขึ้นเพราะเป็นสิ่งเดียวที่ถูกต้อง (ในขณะที่ฉันกำลังเขียน) กฎของโอห์มเป็นเชิงประจักษ์และสร้างสรรค์มาจากการสังเกตพฤติกรรมของสายไฟที่มีความยาวต่างกัน น้ำไม่ได้ปฏิบัติตามกฎของโอห์มอากาศไม่ได้มี แต่วัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเท่านั้นและแม้แต่ก็ไม่เสมอไป

— จอนนี่ B ดี

2

ถ้าฉันมีกล่องดำและวิ่งผ่านมัน - จากนั้นวัดแรงดันไฟฟ้าข้ามมัน - ฉันสามารถคำนวณความต้านทานได้ ณ เวลานั้น มันไม่สำคัญว่าอะไรอยู่ในกล่องดำ

— แบรด

1

เหมือนที่ฉันพูด: ไดโอดไม่มี "ความต้านทานคงที่" อย่างไรก็ตามฉันสามารถโต้แย้งว่ามันมีความต้านทานที่รู้จักสำหรับกระแสที่กำหนด คำถามเกี่ยวกับถ้ามันเป็นไปตามกฎหมายของโอห์มและมันจะ มันไม่มีความต้านทานคงที่

— แบรด

3

@Brad ไม่ปฏิบัติตามกฎหมายของ Ohm - ช่วงเวลา สำหรับกฎของโอห์ม, V และฉันเป็นสัดส่วนคืออัตราส่วนคงที่

— Alfred Centauri

1

คุณกำลังอธิบายถึงความจริงที่ว่าคำตอบนั้นไม่เป็นเชิงเส้น - และฉันเห็นด้วยว่ามันไม่ได้เป็นเช่นนั้น อย่างไรก็ตามนั่นไม่ใช่คำถาม โดยตรรกะนี้ "ตัวต้านทานตัวแปร" ก็จะไม่เชื่อฟังกฎหมายโอห์ม กฎของโอห์มกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานกระแสและแรงดันเป็นสมการ - สัดส่วนซึ่งกันและกัน มันเพียงแค่ระบุการเปลี่ยนแปลงในหนึ่งจะต้องมีการเปลี่ยนแปลงอย่างน้อยหนึ่งเพื่อให้ยังคงถูกต้อง คุณยืนยันว่า R จะต้องรักษาค่าคงที่ในขณะที่เพียง V และฉันเปลี่ยนสำหรับอุปกรณ์ สิ่งนี้จะอธิบายถึงอุปกรณ์ที่เป็นเส้นตรงและต้านทานอย่างหมดจด - แต่ไม่ใช่อุปกรณ์เดียวที่จะใช้

— แบรด

16

พวกเขาทำ - พวกเขาไม่มีความต้านทาน "ตายตัว" หากคุณมองจากมุมมองของการมีแรงดันไฟฟ้าตกไปข้างหน้าคงที่ (ซึ่งพวกเขาเรียงลำดับของการทำ - ขึ้นอยู่กับพื้นที่ปฏิบัติการ) - ดูพวกเขามากขึ้นเช่นมีแรงดันคงที่ทั่วพวกเขา ดังนั้นเมื่อกระแสต่าง ๆ ไหลผ่านแรงดันจะคงที่ (ค่อนข้าง) แต่ความต้านทานจะเปลี่ยน

นี่เป็นคำตอบที่ง่าย แต่ฉันคิดว่าคุณกำลังพูดถึงระดับนี้

— แบรด
แหล่งที่มา

5

มันคือไดโอดซึ่งเป็นเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งโดยเนื้อแท้หมายความว่ามันไม่มีตัวนำที่แน่นอนเช่นตัวนำทั่วไป คุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำนี้ (และอื่น ๆ ) มีความซับซ้อน พวกเขาทำสิ่งที่แตกต่างกันในการดำเนินงานที่แตกต่างกันในภูมิภาค ความต้านทานของมันเป็นมากกว่าสิ่งประดิษฐ์ของการทำงานที่จุดใด ๆ - เมื่อเทียบกับปริมาณคงที่ ดู "ลักษณะแรงดันกระแส" ที่นี่: en.wikipedia.org/wiki/Diode

— Brad

3

นี่ไม่ใช่คำตอบที่ดี หากองค์ประกอบของวงจรเป็นไปตามกฎของโอห์มแรงดันไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้านั่นคือแรงดันไฟฟ้าข้ามเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นของกระแสผ่าน - หยุดเต็ม ยิ่งไปกว่านั้นคำตอบนี้ทำให้แนวความคิดของความต้านทาน V / I และความต้านทานแบบไดนามิก , dv / di ดูตัวอย่างเช่น youtube.com/watch?v=QF6V74D2hbY

— Alfred Centauri

3

ฉันไม่เห็นด้วย กฎของโอห์มไม่ได้ยืนยันว่าการต่อต้านจะไม่สามารถใช้งานได้ ในการที่จะปฏิเสธสิ่งนี้หมายความว่าตัวอย่างเช่นโพเทนชิออมิเตอร์หรือโอห์มเทอร์ไม่เชื่อฟังกฎของโอห์มเพราะบางคนสามารถหมุนลูกบิดได้

— Kaz

3

@Kaz ความแปรปรวนเชิงเส้นตรงและเวลาไม่เท่ากัน คุณกำลังทำให้ทั้งคู่สับสน มันพวกเขาได้เหมือนกันเราจะไม่จำเป็นต้องแยกระบุเช่นเส้นเวลาคงที่ระบบ ตัวต้านทานผันแปรคือช่วงเวลาใดก็ได้ตัวต้านทานที่มีความต้านทานคงที่เมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าข้ามหรือกระแสผ่านมัน

— Alfred Centauri

2

@AlfredCentauri แต่ก็เป็นไดโอดในเวลาใดก็ได้ มันเหมือนรีโนเทอร์ยกเว้นดีมอนที่อยู่ภายในไดโอดซึ่งหมุนลูกบิดดูที่แรงดันไปข้างหน้ามากกว่าเวลา

— Kaz

4

ใส่เพียงเพราะพวกเขาไม่ใช่ตัวต้านทาน แต่เป็นจุดเชื่อมต่อ pn และเนื่องจากอัตราส่วน VI ของพวกเขานั้นเป็นเลขชี้กำลัง

ไม่ได้หมายความว่าคุณไม่สามารถคำนวณกระแสได้ แต่มันไม่ง่ายเหมือนตัวต้านทาน ตัวอย่างเช่นคุณสามารถปฏิบัติต่อพวกเขาด้วยรูปแบบเกณฑ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าคงที่ลดลง จากนั้นกระแสจะถูกตั้งค่าโดยตัวต้านทานภายนอกหรือส่วนประกอบที่ใช้งาน

ไฟ LED เป็นไดโอดดังนั้นนั่นคือความคล้ายคลึงกันที่ชัดเจน นอกจากนี้ชุมทางอีซีแอลฐานของทรานซิสเตอร์สองขั้วเป็นไดโอดและทำงานในทำนองเดียวกัน ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวกับไดโอดคือแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ของพวกเขาสูงขึ้นเนื่องจากวัสดุและยาสลบที่แตกต่างกัน

— clabacchio
แหล่งที่มา

3

หลอดไฟในการตรวจครั้งแรกอาจไม่ปฏิบัติตามกฎหมายของโอห์ม วัดความต้านทานด้วยมัลติมิเตอร์และอาจเป็น 5 โอห์ม เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟที่สามารถให้แสงสว่างและวัดกระแสและแรงดันและความต้านทานจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก (อาจ 20 หรือ 30 โอห์ม) มันยังคงเป็นตัวต้านทาน แต่ความต้านทานจะเปลี่ยนไปตามกำลังงาน

ตัวต้านทานที่พึ่งพาแสงเป็นอีกตัวอย่างหนึ่ง - ความต้านทานของมันเปลี่ยนไปตามแสงตกกระทบ - มันยังคงเป็นตัวต้านทานและเป็นไปตามกฎของโอห์ม - แต่มันต้องใช้เวลามากกว่ากราฟเชิงเส้นโวลต์เชิงเส้นเล็กน้อยเพื่อหาสิ่งต่างๆ

— แอนดี้อาคา
แหล่งที่มา