Що таке негативний опір


Відповіді:


18

Негативний опір - це поведінка, при якій струм і напруга обернено пропорційні один одному. Нормальна схема з резистором за законом Ома має падіння струму, коли напруга зменшується. У разі негативного опору струм збільшується зі зниженням напруги.

Практично, як негативний резистор немає нічого. Його справедлива поведінка на графіку VI, де є негативний нахил, і діюча в цьому регіоні дала б вам поведінку негативного опору.

На цьому графіку нижче ви можете побачити область, де елемент демонструє негативну поведінку опору.

введіть тут опис зображення

Я думаю, що тунельні діоди та деякі інші види діодів демонструють таку поведінку.


Також іноді активно підсилюючі схеми можуть моделюватися як чорний ящик з негативним опором.
cerkiewny

Для тих, хто не стикався з тунельними діодами, я вважав цю книгу надзвичайно корисною для їх розуміння.
Жуль

8

Щоб зрозуміти негативний опір, почніть з того, що насправді має опір. Для будь-якого нормального (позитивного) опору це показник того, наскільки напруга накопичується через резистор як функція відомого струму. Саме так описується закон Ома:

  R = V / I

Або покласти в загальні підрозділи:

  Ω = V / A

Іншими словами, Ом - один вольт на ампер. Якщо ви пройдете 1 Ампер через резистор, через що через резистор буде 3 Волта, то у вас є резистор 3 Ом.

Негативний опір нічим не відрізняється, лише те, що знак опору - негативний. Якщо поставити 1 Ампер через резистор -3 Ом, ви отримаєте -3 В. Причина, що це може здатися неінтуїтивною, полягає в тому, що ця річ не існує навколо природи. Пам’ятаю професора Гіссера в коледжі, який пояснював негативний опір. Він закінчив, сказавши: "У мене в моєму кабінеті є банка з ними. Ви можете зайти пізніше і подивитися, якщо хочете". , потім озирнувся, щоб побачити, хто сміявся. Дивно, але мало хто сидів там з порожніми поглядами, дивуючись, що таке смішне.

Щоб зрозуміти, чому подібні речі не існують природним шляхом, розгляньте владу трансферу. Потужність навантаження - це напруга, що перевищує його через струм. Зверніть увагу, що при негативному опорі напруга і струм мають протилежні знаки. Це означає, що коли ви подаєте напругу на негативний опір, потужність на неї негативна, що є ще одним способом сказати, що вона виробляє потужність, а не розсіює її. Якщо поставити -100 Ом на акумулятор 2,2 В, то 22 мА, який буде протікати, зарядить акумулятор, а не розрядить його. Негативний опір джерел живлення.

Розумна схема може імітувати негативні резистори, обмежені певним діапазоном напруги та струму. Ця схема завжди живиться, і те, що з нею пов'язано, отримає частину цієї потужності.

Існують пасивні пристрої, які, як кажуть, виявляють негативне зміщення, але те, що насправді відбувається, полягає в тому, що нахил вольт як функція кривої Амп є негативним у деякому регіоні. Фактична величина все ще залишається позитивною, що є ще одним способом сказати, що вольт як функція кривої Ампер залишається в першому та третьому квадрантах (де пристрій поглинає енергію, а не джерело її). Окремі типи діодів та основа одноз'єднувального транзистора демонструють негативний нахил над деякою частиною їх В / А-відповіді. Їх іноді називають пристроями негативного опору, хоча це стосується лише їхнього нахилу в обмеженому діапазоні.


2
Пасивний пристрій також може миттєво працювати у вторинному та четвертому квадрантах (вихідна потужність), якщо протягом часу, який працює в першому та третьому квадрантах, він зберігає частину енергії, яку він поглинає. Така поведінка частіше зустрічається з індукторами та ємністю, ніж з речами, характеристика передачі яких напруга / напруга поводиться як негативний опір, але електричну потужність не потрібно зберігати в короткостроковій перспективі - лише довгостроково.
supercat

"... що насправді відбувається, це те, що нахил вольт як функція кривої Ампера негативний в деякому регіоні". Але саме в цьому полягає опір: нахил V над І. Не так?
Maxpm

@Max: Ні. Дивіться закон Ома. Похідних там немає.
Олін Латроп
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.