Чому світлодіоди не дотримуються закону Ома?

11

У попередньому питанні мені було сказано, що світлодіоди не підкоряються закону Ома . (Див. Розрахунок очікуваної напруги навколо резистора )

Простіше кажучи: як це?

Що змушує їх вести себе так інакше? Як слід ставитися до них у схемі та розрахунках?

Чи є інші компоненти з подібною поведінкою?

led ohms-law

— Антуан_935
джерело

5

Неідеальна діодна модель має в ній експоненціальний термін. Що ще важливіше, закони Кірхофа виконуються, і ті завжди діють.

— Метт Янг

@MattYoung тільки для ясності, ідеальний діод має експоненціальний термін, а порогова модель - просто дуже грубе спрощення

— clabacchio

Спробуйте застосувати певну змінну напругу до води. Що ви знайдете, що опір змінюється напругою. Повітря також не підкоряється закону Ома - у вас повітряні гігантські напруги плавають у повітрі. Але струму майже немає, поки напруга не досягне певного рівня. Те, що ви спостерігаєте тоді, - це іскра у вигляді освітлення. Закон Ома стосується лише резистивних матеріалів - за визначенням. Те, що не підкоряється Закону Ома, не є резистором.

— Джоні Б Добрий

5

Ви щойно відкрили принцип лінійних та нелінійних пристроїв. Очікуйте нелінійної поведінки від усіх напівпровідників.

— gbarry

15

Закон Ома застосовується до опору. Всі резистивні аспекти пристрою будуть діяти відповідно до закону OHm.

Якщо ви перевертаєте своє запитання, ви бачите, що кожна річ, яка поводиться згідно із законом Ома, повинна бути резистором. Є лише стільки, що можна зробити чистий опір. Тож логічно все, що не поводиться згідно із законом Ома, не є резистором. Або будь-яка річ, яка не є резистором, не поводитиметься згідно із законом Ома.

Я вважаю, що це називається тавтологією.

У дизайні схем у нас є багато різних пристроїв, усі мають унікальні властивості, щоб можна було реалізувати різні речі / функції.

— заповнювач
джерело

3

Я думаю, що ваш передвідвід потрібно більше підкреслити, оскільки це єдино правильний (на даний момент я це пишу). Закон Ома є емпіричним і спочатку був похідним від спостереження за поведінкою проводів різної довжини. Вода не підкоряється закону Ома, повітря не робить - це лише електропровідні матеріали, і навіть тоді не завжди.

— Джоні Б Добрий

2

Якби у мене був чорний ящик і протікав струм через нього - а потім вимірював напругу на ньому - я міг би порахувати його опір у той момент часу. Не має значення, що в чорному полі.

— Бред

1

Саме так - як я вже сказав: Діод не має "фіксованого опору". Однак я можу стверджувати, що він має відомий опір даному струму. Питання полягало в тому, чи він підкоряється закону Ома, і це робить. Він просто не має постійного опору.

— Бред

3

@Brad, він не підкоряється закону Ома. Для закону Ома V і I пропорційні , тобто відношення постійне .

— Альфред Кентаврі

1

Ви описуєте той факт, що відповідь нелінійний - і я згоден, що це не так. Однак це не було питання. За цією логікою "змінний резистор" також би не відповідав закону Ом. Закон Ома визначає співвідношення між опором, струмом і напругою як рівняння - пропорції один до одного. Це просто говорить про те, що зміна однієї вимагатиме, принаймні, зміни на іншій, щоб залишатись дійсними. Ви наполягаєте на тому, що R повинен підтримувати постійну, поки лише V і я змінюються для пристрою. Це описує пристрій, який є лінійним і суто резистивним, але не єдиним, який застосовується.

— Бред

16

Вони роблять - вони просто не мають "фіксованого" опору. Якщо ви дивитесь на це з точки зору фіксованого падіння напруги вперед (що вони роблять - залежно від робочої області) - дивіться на них більше, як на фіксовану напругу на них. Тому, оскільки різні струми проходять через них, їх напруга залишатиметься (відносно) постійною, але опір змінюватиметься.

Це спрощена відповідь - але я думаю, ви говорите на цьому рівні.

— Бред
джерело

5

Ну, це діод , який є напівпровідником, що по суті означає, що він не має фіксованої провідності , як звичайний провідник. Властивості цього (та інших) напівпровідників складні. Вони роблять різні речі в різних діючих регіонах . Його опір - це більше артефакт його дії в будь-якій конкретній точці - на відміну від фіксованої кількості. Дивіться "Характеристики напруги струму" тут: en.wikipedia.org/wiki/Diode

— Бред

3

Це не гарна відповідь. Якщо елемент ланцюга підкоряється закону Ома, напруга пропорційна струму, тобто напруга поперечно є лінійною функцією струму наскрізь - повна зупинка. Більше того, ця відповідь суперечить поняттю опору, V / I та динамічного опору , dv / di. Дивіться, наприклад, youtube.com/watch?v=QF6V74D2hbY

— Альфред Кентаври

3

Я не згоден. Закон Ома не стверджує, що опір не може бути функцією. Заперечувати це означає, що, наприклад, потенціометр або реостат не підкоряються закону Ома, оскільки хтось може повернути ручку.

— Каз

3

@Kaz, лінійність та часова інваріантність виразно відрізняються. Ви плутаєте це двоє. Як вони були однаковими, нам не потрібно було б окремо вказувати, наприклад, лінійну інваріантну систему часу. Змінний резистор - це в будь-який момент часу резистор з постійним опором відносно напруги через нього або струму, що проходить через нього.

— Альфред Кентаврі

2

@AlfredCentauri Але так це діод, в будь-який момент часу. Це як реостат, за винятком того, що демон всередині діода, який повертає ручку, дивиться на напругу вперед, а не на час.

— Каз

4

Простіше кажучи, тому що це не резистори, а pn-переходи, і через це їх співвідношення VI експоненціальне.

Це не означає, що ви не можете розрахувати їх струм, лише те, що це не так просто, як для резисторів. Наприклад, ви можете обробити їх за допомогою порогової моделі з фіксованим падінням напруги. Тоді струм буде встановлений зовнішніми резисторами або активними компонентами.

Світлодіоди - це діоди, тож це очевидна схожість. Також базовим емітерним з'єднанням біполярного транзистора є діод і поводиться аналогічно. Єдина відмінність діодів полягає в тому, що їх порогова напруга вище за рахунок різних матеріалів та допінгу.

— клабаччо
джерело

3

Лампочка при першому огляді може не відповідати закону Ом. Виміряйте його опір мультиметром, і це може бути 5 Ом. Підключіть його до джерела живлення, здатного освітлювати його, вимірювати струм і напругу, і його опір значно підвищиться (можливо, 20 або 30 Ом). Його резистор все ще є, але його опір змінюється з подачею на нього потужності.

Світлозалежний резистор - ще один приклад - його опір змінюється падаючим світлом - це все ще резистор і підкоряється закону ом, - але для розгляду речей потрібно трохи більше, ніж лінійний графік вольт-струму.

— Енді ака
джерело