Table of Contents

הבנה התנהגות תרמית ולא-הומית במילויים חשמליים

המחקר של רכיבי חשמל הוא יסודי הבנה מעגלים והתנהגותם.אחד המושגים המרכזיים בתחום זה הוא ההבחנה בין מרכיבים הומימיים ולא-הומיים.מדריך מקיף זה יעמיק אל היסודות של התנהגות הומית מול התנהגות לא-הומית, מתן תובנות חיוניות לתלמידים, מחנכים, מהנדסים, וכל מי שעובד עם הבנה של מושגים אלה הוא חיוני עבור בעיות עיצוב יעילות, פתרון, אופטימיזציה של מכשירים אלקטרוניים ואלקטרוניים.

מהו חוק הוהו?

החוק של אום קובע כי זרם חשמלי באמצעות מנצח בין שתי נקודות הוא פרופורציה ישירות למתח על פני שתי הנקודות.מערכת יחסים זו, שהתגלה על ידי גיאורג סיימון אום ופורסם בעיתון שלו 1827, המעגל הגלואני המשקיע מתמטית, יוצר את הבסיס להבנת מעגלים חשמליים והתנהגות רכיב.

הביטוי המתמטי של חוק הואם הוא:

(ב) ויקרא י"א: "א' א'" (בראשית י"ד)

איפה:

  • (ב) ויקרא י"א: "ה'" (במדבר כ"ד)
  • (ב) ,0) ,(ה) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

חוק הואם מבטא את העיקרון הבסיסי המתאר את הקשר בין זרם חשמלי, מתח והתנגדות במעגל חשמלי.באופן ספציפי, הוא מראה כי הזרם זורם דרך מנצח הוא פרופורציה ישירות למתח שמעברו ובאופן הפוך להתנגדות של המנצח.

חוק הומא מסביר

הכוח המניע את נושאות המטען ל"זרימה" במעגל נקרא מתח.וולפלקס הוא מדד ספציפי של אנרגיה פוטנציאלית שתמיד יחסית בין שתי נקודות.כאשר אנו מדברים על כמות מסוימת של מתח הנמצאים במעגל, אנו מתייחסים למדידה של כמה אנרגיה פוטנציאלית קיימת כדי להעביר ספקים מנקודה מסוימת באותו מעגל.

התנועה המתמדת של מטען חשמלי דרך המוליכים של מעגל נקראת זרם, ולעתים קרובות מתייחסים אליו במונחים של "זרימה", בדיוק כמו זרימת נוזל דרך צינור חלול.הזרם מוגדר כזרם של מטען חיובי ממקור למקור מטען שלילי.יחידות עבור זרם C/s עבור כמות המטען (C) כי נוסע ליחידה (A) הוא שווה ל- C/S עבור ה- C/s עבור כמות המטען הנוכחי.

ההתנגדות היא ההתנגדות לתנועת המטען.ההתנגדות דומה לאפקטי חיכוך במים זורמים או אובייקט מתפתל.ה הנכס החשמלי שמעכב זרם (בדומה לחיכוך ולהתנגדות אווירית) נקראת התנגדות.

יישום מעשי של חוק הואם

אם אנו יודעים את הערכים של כל שתי הכמויות (התחילה, הנוכחית וההתנגדות) במעגל זה, אנו יכולים להשתמש בחוק של הואם כדי לקבוע את השלישית.זה הופך את חוק הוהם לכלי יקר לניתוח מעגלים ועיצוב.

אנשי טכנולוגיה משתמשים בחוק של הואם כדי לאמת את התנהגות המעגל ואבחון בעיות.לדוגמה: רמות נוכחיות בלתי צפויות עשויות להצביע על שינוי בהתנגדות או במתח.התנגדות לא ניתן למדוד במעגל הפעלה, כך שחוק הואם הוא שימושי במיוחד כאשר יש צורך לחשבו.

הבנה של תפוזים

מרכיבים אומיים הם אלה שעוקבים אחר חוק הואם באופן עקבי על פני מגוון של מתחים וזרמים.חומרים הומאמיים יש התנגדות R כי הוא עצמאי ממתח V וזרם I. אובייקט שיש לו התנגדות פשוטה נקרא התנגדות, גם אם ההתנגדות שלו קטנה.

דוגמאות נפוצות של Omic Components

החומרים הרבים בהם חוק הואם נקרא הומימי.אלה כוללים מנצחים טובים כמו נחושת ואלומיניום, וכמה מנצחים עניים בנסיבות מסוימות.

  • (FLT:0) Resistors:FLT:1 יש צורות רבות של התנגדות, שרובם מרכיבים אלקטרוניים הומאמיים.הם משמשים בתוך עיצובי מעגלים אלקטרוניים כדי לספק רמה קבועה של התנגדות בתוך מעגל כדי להגדיר מתחים, להגביל את הזרם ואת הדומה.
  • (ב) ⁇ :0 (מסלולים: ⁇ ): ⁇ 1 מתכת כמו נחושת ואלומיניום הם דוגמאות של מנצחי הומאים כי הם מפגינים התנגדות מתמדת עצמאית של המתח החל.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : כאשר הם פועלים בטמפרטורה מתמדת, אלמנטים חימום רבים מתנהגים כמוליכים הומאמית

דמויות של הוממים

מרכיבים Ohmic יש כמה מאפיינים להגדיר שהופכים אותם לחיזוי חיוני בעיצוב מעגלים:

קואר הנוכחית-Voltage (I-V) Characteristics

בדוגמה זו התנגדות פשוטה, העלילה של הזרם נגד ההבדל הפוטנציאלי על פני המתנגד מייצרת קו ישר עם מדרון קבוע או ⁇ של: 1 / R. כך מערכת היחסים נאמר להיות ליניארית ו Omic. הומימי להציג תכונות ליניאריות I-V, כלומר העלייה הנוכחית שלהם באופן יחסי עם מתח, המוביל להתנגדות מתמדת.

הגרף I-V של רכיב הומי הוא קו ישר העובר דרך המקור, המציין כי ההתנגדות נותרה קבועה ללא קשר למתח החל.המדרון של גרף I-V עבור חומר הומי מייצג את ההתנגדות שלו, בעוד חומרים לא-הומיים, מדרון זה יכול להשתנות בהתבסס על המתח החל.

התנגדות מתמדת

מנצחי אורמה מזוהה בקלות על ידי מערכת היחסים הפשוטה והארית שלהם בין זרם למתח.כאשר הם מסולקים על גרף, מערכת יחסים זו יוצרת קו ישר, המציין כי ההתנגדות נשארת קבועה ללא קשר למתח החל.

עם זאת, חשוב לציין כי עקשנות זו מניחה תנאי הפעלה יציבים.ההנחה של טמפרטורה מתמדת היא קריטית עבור מתנגד להתנהג באופן הומטי.ביישומים בעלי עוצמה גבוהה, אפילו בדרך כלל מתנגדים הומאמיים יכולים להציג התנהגות לא-הומית עקב חימום עצמי.

התנהגות צפויה

האמינות והטבע הצפוי של המנצחים והרכיבים הומאים מהווים את עמוד השדרה של רוב המכשירים האלקטרוניים.היכולת שלהם לשמור על ביצועים עקביים בתנאים משתנים הופכת אותם לנדרש בטווח רחב של יישומים, החל מחיפוש פשוט ועד עיצובים מורכבים של מעגלים.

המנצחים הומאמיים שימושיים במעגלים ומערכות חשמל שמכנים רגולציה מדויקת וצפונית של זרם זרם נוכחי בגלל ההתנגדות הקבועה שלהם.

  • מעגלים של וולטאז'
  • הגבלת יישומים
  • אמצעי מדידה Precision
  • מעגלי אותות
  • מערכות הפצה

תלות טמפרטורה בחומרים הוממים

בעוד שרכיבים הומאים שומרים על התנגדות מתמדת בתנאים יציבים, הטמפרטורה יכולה להשפיע על ההתנהגות שלהם.טמפרטורות יכולות להשפיע הן על חומרים הומימיים והן לא-הומיים באופן שונה; לדוגמה, עלייה בטמפרטורות בדרך כלל מגבירה את ההתנגדות בחומרים הומאים.

מתכות טהורות בדרך כלל יש יעילות טמפרטורה חיובית של התנגדות. Coefficients המתקרב אפס יכול להיות מושג על ידי סגסוגת מתכות מסוימות. a חיובי coefficient עבור חומר פירושו כי ההתנגדות שלה עולה עם עלייה בטמפרטורה. מתכות טהורות בדרך כלל יש יעילות טמפרטורה חיובית של התנגדות.

הטמפרטורות coefficient of Resistance (TCR) הוא פרמטר חשוב המתאר כיצד ההתנגדות משתנה עם טמפרטורה.הטמפרטורות coefficient של ההתנגדות, או TCR, הוא אחד הפרמטרים החשובים ביותר שאפיינו ביצועים מנוגדים.ה-TCR מגדיר את השינוי בהתנגדות כתפקוד של הטמפרטורה של ambient.הדרך המשותפת לבטא את TCR היא בעמם/ ° C (או pm/K), שעומדת על פני מיליון חלקים (Selvin) לדרגה).

עבור עיצוב מעגלים מעשי, הבנת הטמפרטורות coefficient הוא חיוני. ⁇ ממונדס מסוימים להציג אפס או ליד אפס TCR, כלומר ההתנגדות שלהם נשאר כמעט קבוע אפילו כמו שינויים טמפרטורה. Constantan, Manganin, ו ⁇ Nichrome מיוחדים ידועים להתנהגות תרמית יציבה זו.

הבנה של עבריינים לא-הומימיים

רכיבים לא-הומיים אינם עוקבים אחר חוק הואם באופן פשוט.מוליכים לא-הומאליים מאופיינת בהתנגדות ששינויים במתח החל, מה שהופך את ההתנהגות שלהם ליותר מורכבת בהשוואה למוליכים הוממים.בניגוד למנצחים הומימיים, שם הנוכחי והמתח הם ישירות פרופורציונליים, לא מוליכים לא תואמים את חוק הואם.

התנהגות לא דינמית לא עוקבת אחר החוק של הואם כי ההתנגדות שלהם אינה קבועה.זה משתנה עם שינויים נוכחיים או מתח, מציג מערכת יחסים לא ליניארית בין מתח לזרם הנוכחי.

דוגמאות נפוצות של עבריינים לא-הומאליים

חומרים לא-הומאליים עשויים לכלול דידות וטרנסיסטורים, המציגים מאפיינים לא ליניאריים I-V קריטיים עבור יישומים אלקטרוניים שונים.

מוליכים למחצה dides

הדיודור המוליכים למחצה הוא אחד המכשירים הלא-הומיים הברורים ביותר הזמין.הדיו הבסיסי מורכב מצומת בין חומר P-type ו- N-type, והפעולה הבסיסית היא שרק מאפשרת זרם בכיוון אחד.הדיודה האידיאלית לא תהיה התנגדות בכיוון קדימה והתנגדות אינסופית בכיוון ההפוך.

דיאוד תהיה התנגדות נמוכה כאשר הטיות קדימה, והתנגדות גבוהה כאשר ההטיה הפוכה.אדם טרנסיסטור יהיה אזורים שונים של פעולה בהתאם למתח והזרם המיושם במסופים שלו.התנהגות כיוון זו הופכת את הגוון חיוני לתיקון, עיבוד אותות ועיגולי הגנה.

Transistors

הדלודי למחצה הוא דוגמה ספציפית למכשיר סמיטור אשר נתקל לעתים קרובות בתוך מעגלים אלקטרוניים.אבל זה לא הדוגמה היחידה של מנצח לא-הומי עשוי מחומר מוליכים למחצה.רוב מכשיר חצי-מוליכים למחצה אחר הם דוגמאות טובות של תגובות לא-הומיות.זה לא אפשרי לפרטים כל סוג, אבל כנראה מספיק להזכיר שהם לא נטולי-אומיים ברבים אם לא רוב ההיבטים של הפעולה שלהם.

טרנזיסורים משמשים כדי להגביר או להעביר אותות, מה שהופך אותם אבני בניין בסיסיות באלקטרוניקה המודרנית.התנהגותם הלא-הומית מאפשרת להם לשלוט בזרמים גדולים עם אותות קלט קטנים, המאפשרים שיפור והחלפת פונקציות חיוניות עבור מעגלים דיגיטליים ואנלוגיים.

המתורמים

ההתנגדות של המתתמכים, סוג ייחודי של התנגדות, שינויים עם טמפרטורה.המrmistors הם עדיין דוגמה נוספת של התנהגות לא אומית.המכשירים האלה משמשים בדרך כלל בחיישנים טמפרטורה, שכן ההתנגדות שלהם תלויה מאוד בטמפרטורה, מהפרת ליניאריות של חוק הואם.

למעונות אין ערך התנגדות קבוע.ההתנגדות של המתתיקים תשתנה כאשר הטמפרטורה משתנה.מערכת יחסים זו בין מתח לזרם אינה ליניארית.מוליכים לא-הומית משמשים במגוון פעולות, הכוללים את הטמפרטורה רגישה, רגולציה מתח, והגנה מפני פריחה יתר.הם גם גורמים חיוניים במכשירים אלקטרוניים כגון דיודות, טרנזיס, מתחים ובקר.

תגיות: Filament Lambs

בערפילית אור מדהימה, ההתנגדות של ה filament עולה כפי שהיא מתחמם, שינוי הזרם הנוכחי.זה אומר שאם המתח מוכפל, הזרם אינו רק כפול כי מנורת ההתנגדות משתנה. מנורת fila פועל כמנצח לא-הומי כי ההתנגדות שלו עולה עם טמפרטורה, גרימת גרף V-I לא ליניארי.

התנהגות זו תלויה בטמפרטורה היא דוגמה קלאסית של מאפיינים לא-הומיים, שם תנאי התפעול של הרכיב משפיעים ישירות על תכונות החשמל שלה.

דמויות של עבריינים לא-הומאליים

רכיבים לא-הומיים מציגים מאפיינים ייחודיים המבדלים אותם ממרכיבים הומימיים:

I-V Characteristics

מוליכים לא-הומית מתנהגים אחרת, מציגים מערכת יחסים לא ליניארית בין מתח לבין זרם.בחומרים אלה, שינויים בהתנגדות עם גורמים כגון טמפרטורה ועומס חשמלי, המוביל לעקומה V-I אשר מתפתלת או מעוקלות במקום להרכיב קו ישר.זה מצביע על כך שההתנגדות אינה קבועה אלא משתנה בהתאם לתנאי התפעול.

V לעומת I גרפן אינו קו ישר, אבל יש כמה צורה רפוי. מכשירים כאלה אין ערך קבוע של התנגדות ההתנגדות וההתנגדות נקראת התנגדות דינמית כי זה משתנה כל הזמן. גרף קו ישר דרך המקור מציין מערכת יחסים פרופורציונלית בין ההבדל הנוכחי והפוטנציאלי, בעוד גרף מעוקל מציין התנהגות לא לינארית או לא-הומית.

התנגדות

למנצחים הומאים יש התנגדות מתמדת, ללא קשר למתח או בהווה, בעוד שלמוליכים לא-הומית יש ערכי התנגדות שמשנים בהתאם למתח או לזרם הנוכחי.

ההתנגדות המשתנה של רכיבים לא-הומיים יכולה להיות מושפעת מגורמים מרובים:

  • (ב) כרך (בלטינית:0) או זרם: 1 (ב) גודל הלחץ החשמלי משפיע על ההתנגדות של הרכיב
  • (ב) פיתוי:0) פיתוי: 1 התחממות עצמית או שינויים בטמפרטורה מעצמם יכול לשנות באופן משמעותי את ההתנגדות
  • (ב) חשיפה לאור:0) חשיפה: ⁇ FLT:1 ברכיבים רגישים לצילום כמו מתנגדים תלויים באור (LDRs)
  • (ב) ,0) תכונות אוויריות: FLT:1 התנהגות Semiconductor ודינמיקה של מובילי

טמפרטורה Sרגישות

שינויים בטמפרטורות יכולים להיות השפעה משמעותית.כאשר הטמפרטורה עולה, ההתנגדות או טיפות (לגבי טמפרטורות שליליות) או עולה (לגבי טמפרטורות חיוביות), ולכן מובילה למאפיינים שאינם לינאריים הנוכחי.

חסכוני טמפרטורה שלילית (NTC) מתייחס לחומרים שחווה ירידה בהתנגדות חשמלית כאשר הטמפרטורה שלהם עולה.חומרים שיש להם יישומי הנדסה שימושיים בדרך כלל להראות ירידה מהירה יחסית עם טמפרטורה, כלומר חסכוני נמוך יותר.האפקט המקדם התחתון, הירידה הגדולה יותר בהתנגדות חשמלית עבור עלייה טמפרטורה נתונה.

מקדם שלילי לחומר פירושו כי ההתנגדות שלו יורדת עם עלייה בטמפרטורה.חומרים סמיונדקטור (פחמן, סיליקון, גרמניה) בדרך כלל יש אפקטיביות טמפרטורה שלילית של התנגדות.

התנהגות מורכבת

מוליך לא-הומיים מפגינים התנגדות משתנה, מה שהופך את השימוש שלהם, אך מספק הטבות ביישומים מתקדמים כמו רגולציה כוח עיבוד אותות.התנהגותם משתנה עם שינויים בטמפרטורה, תכונות חומריות, עומסי חשמל, ניתוח מפורט כדי למקסם את התועלת שלהם.

ההתנגדות המשתנה ותגובה לא לינארית של רכיבים כמו דידות ו נורות אינפודות מדגישות את הקשר המורכב בין מתח, התנגדות, זרם במוליכים לא-הומית.נכסים אלה משמשים עבור יישומים אלקטרוניים מתקדמים יותר, אך גם מציגים אתגרים במונחים של חיזוי ותכנון מעגלים. מהנדסים חייבים לשקול בזהירות את הגורמים האלה בעת שילוב רכיבים לא-הומיים במערכות אלקטרוניות כדי להבטיח פונקציונליות ואמינות נאותה.

השוואת הומימי ולא-הומימיים

הבנת ההבדלים בין מרכיבים הוממתיים ולא-הומיים חיונית לתכנון מעגלים אפקטיבי וניתוח.הבנה האם חומר הוא אומי או לא-הומי חיוני לתכנון מעגלים, כפי שהוא משפיע על האופן שבו רכיבים יתנהגו בתנאים חשמליים שונים.

הבדלים מרכזיים

כאשר השוואת מרכיבים אומיים ולא-הומימיים, מספר הבדלים מרכזיים מופיעים:

מערכת יחסים של וולטון-Current

המנצחים הומאים הם חומרים שעוקבים אחר חוק הואם, כלומר, הזרם דרך המנצח הוא פרופורציה ישירות למתח החל; מוליכים לא-הומית אינם עוקבים אחר חוק הוהם ומציגים מערכת יחסים לא ליניארית בין זרם למתח.

במרכיבים הומאמיים, הכפלת המתח תכפל את הזרם.במרכיבים לא-הומאליים, מערכת יחסים פשוטה זו אינה מחזיקה משום שההתנגדות עצמה משתנה עם המתח החל או בהווה.

יציבות

למוליכים לא-הומיים יש התנגדות כי משתנה עם שינוי במתח החל, בעוד שלמנצחים הומאמית יש התנגדות מתמדת כי לא.הבדל יסודי זה משפיע על האופן שבו רכיבים אלה משמשים במעגלים:

  • (FLT:0) מרכיבים הוממיים: FLT:1 לספק התנהגות יציבה, צפויה אידיאלית לחלוקת מתח, מגבלות נוכחיות ויישומים מדויקים
  • (FLT:0) מרכיבים לא-הוממיים: FLT:103) מציעים התנהגות דינמית שימושית להחלפת, להגביר, לחישה ולסמן עיבוד

ייצוג גרפי

עבור מכשירים הומאים, הגרף יראה קו ישר עם מדרון שווה להתנגדות. עבור מכשירים לא-הומימיים, הגרף יראה עקומה שמשנהתנה בהתאם למכשיר.

עקומת I-V האופיינית היא כלי רב עוצמה לזיהוי ולהבנת התנהגות של רכיב:

  • (ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד:
  • (ב) ,0) לא-הומימי: קו מחלף 1 (הופנה מהדף) עם מדרון משתנה, לא יכול לעבור דרך מקורו.

יישום Scope

בעיצוב אספקת חשמל, הבחנה בין חומרים הומימיים ולא-הומיים היא קריטית.לדוגמה, במעגל הכולל גם מתנגדים (הומימי) ודידות (לא-הומית), הבנת התנהגותם תחת מתחים שונים מבטיחה שהעיגול מתפקד כראוי.

לדוגמה, במעגל הכולל את שני המתנגדים (הומימי) ודידות (לא-הומית), הבנת התנהגותם תחת מתחים שונים מבטיחה שהעיגול מתפקד כראוי.אם מהנדס מניח בטעות כי דיאוד מתנהג כמו מתנגד, הם יכולים לחשב את הזרם הנוכחי, רכיבים מזיקים או מוביל לכישלון מעגלי.

דרישות מקבילות

מרכיבים יונקים משמשים לעתים קרובות:

  • (ב) ,0) מעגלים בביטלס: 1FLT:1 וולטאז' דיבידנדים, מגבילים הנוכחיים, והתנגדות מושכת/פו-למטה לאחור
  • התפלגות כוח:0 (איור 1) קווי שידור וסידורים שבהם ההתנגדות הצפויה היא חיונית
  • (ב) ,0) מערכי המקדש: 1 (ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) ,החלו: 1FLT:1 , חימום חשמלי ואלמנטים חימום הפועלים בטמפרטורה מתמדת

יישומים לא-הוממיים

דוגמאות של מוליכים לא-הומית כוללות מכשירים חצי-מוליכים כמו דידות וטראנסיסטורים, אשר דינמיים באלקטרוניקה המודרנית. אלקטרוליטים המשמשים סוללות ותאים אלקטרוכימיים גם נופלים בקטגוריה זו. מרכיבים אלה שימושיים ביישומים שבהם שינויים מבוקרים בהתנגדות ובזרם הנוכחי הם רצויים, כגון רגולציה כוח עיבוד אותות.

רכיבים לא-הומאליים חיוניים:

  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ (ב) ניתן לזרם לזרום בכיוון אחד בלבד, מה שממיר AC ל- DC
  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ : ⁇ 1:1 , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) פיתויים: ®thermistors, עם ההתנגדות תלותית הטמפרטורה שלהם, סיפקו תועלת מצוינת כמו חיישנים טמפרטורה בתרמומטרים, מערכות הזרקת דלק רכב, או מכשירי חשמל ביתיים כמו טוסטרים וברזלים.
  • (ב) עיין ב[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]
  • (ב) ,0) ,Voltage Regulation: 1FLT:1 Zener diodes ו-מתחרים

ניתוח מפורט של I-V Characteristics

מאפיינים V-I, הידועים גם כמאפיינים של מתח, מתארים כיצד הזרם זורם דרך מכשיר משתנה כמו מתח יישומי הוא מגוון.מאפיינים אלה הם יסוד להבנת ההתנהגות, ההתנגדות, והמגבלות התפקודיות של רכיבים אלקטרוניים כגון דיודות, מתנגדים, וטרנסיסטורים. גרף V-I, עם מתח (V) על האקס-אקס-אקס-אקס-קס וזרם הנוכחי (I) על Y-xis, מספק תובנה קריטית עבור מעגל קריטי או תפקוד באופן לא רלוונטי.

« תווים I-V

עבור מכשירים הומאים, אנו מצפים מהם להיות סטרייטיים וקבועים באופן סביר בטווחים מסוימים של זרם, מתח וכוח כפי שהוא מכשיר ליניארי או הומי.ה-V מאפיין של רכיב הומא מגלה כמה תכונות חשובות:

  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) סימטריה:0) סימטריה: FLT: 1 (הרכיב מתנהג זהה ללא קשר לקוטב המתח
  • (ב) ניתן לחזות בהתנהגות של ההרחבה הליניארית: FLT1) בכל מתח, מהיחסים ליניאריים.

⁇ I / ⁇ V ייצג התנהגות (G), כלומר מדרון תלול יותר יצביע על ערך התנגדות נמוך יותר. בעוד מדרון שטוח יותר יצביע על ערך התנגדות גבוה יותר (אלא זרם נוכחי).

I-V Characteristics

ישנם רכיבים אלקטרוניים רבים ומכשירים בעלי מאפיינים לא לינאריים, כלומר יחס I /V שלהם אינו קבוע. עקומות I-V לא-ohmic יכולות לקחת צורות שונות בהתאם למרכיב:

דיודה I-V Characteristics

דידות Semiconductor מאופיינות על ידי תכונות שאינן לינאריות הנוכחיות-voltage כמו זרם זרם דרך סיליקון משותף מודרך מראש מוטבע סיליקון משותף מוגבל על ידי ההתנגדות הוממית של הצומת. Semiconductor התקנים כגון דידות, טרנזיסטורים ו thyristors הם כל מכשירים לא לינאריים מאז הבנייה שלהם משתמשת אחד או יותר מוליכים למחצה של PN-צומת המחוברים יחד.

כאשר דיאודה היא מוטה קדימה (הפוטנציאל הגבוה יותר מחובר לאנודה שלה), היא תעבור נוכחית.כאשר הדיוודה הפוכה מוטה (הפוטנציאל הגבוה יותר מחובר לקתודיה שלה), הזרם חסם.זה יוצר עקומת I-V סימטרית מאוד עם אזורים ברורים והופכים.

פיליפה ל-V Characteristics

עקומה זו מעידה כי ככל שהעלייה הנוכחית, הטמפרטורה של ה-bulb filament עולה, מה שגורם להתנגדות מוגברת. עקומת I-V עבור מנורת שטיפה מראה:

  • אזור ליניארי ראשוני במתחים נמוכים (Filament)
  • ירידה הדרגתית של המדרונות כמתח גדל (אפקט חימום)
  • צורה מכוננת המשקפת את ההתנגדות התלת-טמפרטורה
  • התנהגות סימפונית לשני הקטבים

שיקולים ניסיוניים למדד I-V

מדידות איטיות מאפשרות זמן למרכיב, במיוחד אלה רגישים תרמיים כגון מנורות פיה והמתרמיים, להגיע לאיזון תרמי.אם ההבדל הפוטנציאלי משתנה במהירות מדי, תנודות הטמפרטורה יכולות לעוות את הנתונים על ידי שינוי התנגדות לפני שקוקרציה מתרחשת.

השתמש באספקת חשמל נמוכה כדי למנוע נזק נוכחי או רכיב מוגזם. Include a Varianceor לשלוט זרם נוכחי. השתמש במטר דיגיטלי מדויק למתח ולנוכח כדי להפחית את אי הוודאות. Switch מהעיגול בין קריאה לרכיבים רגישים תרמיים (למשל מנורות, המחתנים) כדי לאפשר קירור.זהות אלה להבטיח פעולות בטוחות, מצמצם, חימום, ואמינות כאשר זיהוי נתונים לא תקינים או התנהגות לא דינמית.

הפיזיקה מאחורי התנהגות תרמית ולא-הומית

הבנת מדוע חומרים מציגים התנהגות אומטית או לא-הומית מחייבת לבחון את הפיזיקה הבסיסית של התנהגות חשמלית.

תגיות קשורות Carrier Dynamics in Ohmic Materials

מאחר שההתנגדות החשמלית של מנצח כגון חוט נחושת תלויה בנטיות התנגשות בתוך החוט, ההתנגדות יכולה להיות צפויה להגדיל עם טמפרטורה מאז יהיו יותר התנגשות, וזה נולד על ידי ניסוי.

במוליכים מתכתיים, אלקטרונים חופשיים עוברים דרך מנוף של בצלים חיוביים.בטמפרטורה מתמדת, שיעור ההתנגשות בין אלקטרונים ל- lattice נשאר קבוע יחסית, וכתוצאה מכך התנגדות יציבה. דוגמאות נפוצות של חומרים המציגים התנהגות אומטית כוללים מנצחים מתכתיים כמו נחושת (אשר יש התנגדות נמוכה של 1.6×10-8 ⁇ m ב-20 ° C), וכסף אלה יש מבנה פנימי וזרם חשמלי יציב יחסית.

מכניזם של התנהגות לא-הומית

חסידיו מפגינים התנהגות לא-הומית בעיקר בשל תלות בטמפרטורה ובמבנה החומר הפנימי שלהם, אשר גורם להתנגדות שלהם לשטף תחת לחץ חשמלי.

Semiconductors, למשל, הם לא-הומית מטבעם, את מוליכותם ניתן לשנות באופן דרסטי על ידי שינויים קטנים במתח או טמפרטורה בשל התנהגות של נושאי מטען (אלקטרונים וחורים) בתוך הליטקטיס הקריסטל שלהם. דידס וטרנסיסטים מטיפים אלה תכונות לא לינאריות לבצע את תפקידם, כגון תיקון או הדגימה.

עלייה בטמפרטורה של תוצאות חומר מוליכים למחצה בגידול בריכוז המטען.זה מביא למספר גבוה יותר של ספקים אחראים הזמינים לשיפוץ, הגדלת מוליכות של המוליכים למחצה. מנגנון זה מסביר מדוע למוליכים למחצה יש בדרך כלל אפקטיביות טמפרטורה שלילית של התנגדות.

שיקולים מעשיים

בעת תכנון מעגלים, מהנדסים חייבים לשקול בקפידה אם להשתמש במרכיבים אומיים או לא-הומימיים בהתבסס על דרישות היישום.

בחירת תפוזים

מרכיבים יונקים מועדפים כאשר:

  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד:
  • (ב) נדרש מבצע מילואים:0) מבדיל בין המינים לבין מבדילים בין המינים.
  • ניתוח של LT:0Simple הוא הרצוי: FLT:1 מעגלים חינוכיים ויישומים בסיסיים

עבור מתנגדים הוממיים, חומרים נפוצים כוללים ייצור פחמן, סרט מתכת, וחוטול.כל אחד מציע קבוצה ייחודית של תכונות שהופכות אותם מתאימים יישומים שונים.

בחירת עבריינים לא-הוממיים

רכיבים לא-הומאליים הם חיוניים כאשר:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) יש צורך ב-[[1924]] ב[[1924]] וב[[1924]]
  • (ב) אספקת הכוח של ה-ULT:0) ,4 אספקת כוח ו- AC-to-DC
  • (ב) ,0) , אספקת ה-[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]], [[1924]]]]
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מתנגדים לא-הומית הם לעתים קרובות רכיבים שתפקידם העיקרי מסתמך על ההתנגדות המשתנה שלהם. דידס, למשל, מאפשרים זרם לזרם בכיוון אחד אך חוסמים אותו באחר, והתנגדותם משתנה באופן דרמטי בהתאם למתח המתושם.המתים, אשר ההתנגדות שלהם משתנה באופן משמעותי עם טמפרטורה, הם דוגמה מצוינת נוספת התנגדות תלויה אור (LDRs), אשר משנה את ההתנגדות שלהם בהתבסס על עוצמת האור, ואפילו ה firds של דוגמאות קלאסיות של צבעים (רגישים) כמו חום (רגישים) כמו גם בדוגמאות).

עיצוב מעגלי

רוב המעגלים המעשיים משלבים גם מרכיבים הוממתיים ולא-הומיים כדי להשיג פונקציונליות הרצויה.

  • (ב) ,0) עיגולים:0 (ב) ,שלבו את התנגדותם הנוכחית של הומימית עם נוריות LEDs לא-הומית
  • (ב) ,0) , מפיצים: "הטיה הומאלית" (Oph: 1) השתמשו במתנגדים מוטה הוממתיים עם טרנזיסטים לא-הומימיים)
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

נושאים מתקדמים בהתנהגות הומית ולא-הומית

גבולות חוק הואם

החוק של הואם (כמו חוק הוק) אינו בתוקף באופן אוניברסלי.החומרים הרבים שבהם חוק הואם נקרא הומא.אלה כוללים מנצחים טובים כמו נחושת ואלומיניום, וכמה מנצחים עניים בנסיבות מסוימות.חומרים הומאמיים יש התנגדות שהיא עצמאית של מתח וזרם I.

אפילו חומרים שהם בדרך כלל אומימי יכולים להציג התנהגות לא-הומית בתנאים מסוימים:

  • (ב) טמפרטורות גבוהות:0) טמפרטורות גבוהות: חום קיצוני יכול לשנות תכונות חומריות
  • (ב) ⁇ (ב"ה) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) גבוה (ב) - (ב) - התנהגות AC שונה ממאפיינים של DC
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Superconductors ו- Zero Resistance

לסופרבולים אין התנגדות כלל (הם לא יונקים) בטמפרטורות נמוכות מאוד, חומרים מסוימים עוברים למצב של מוליכים על-ידי מערכת שבה התנגדות חשמלית יורדת ל-0.זה מייצג מקרה קיצוני של התנהגות לא-הומית שבה הכללים הנורמליים של ההתנגדות כבר לא חלים.

וולטאז Coefficient of Resistance

כמה חומרים מציגים את יעילות המתח של התנגדות (VCR), שבו ההתנגדות משתנה עם מתח יישומי עצמאי מאפקטי טמפרטורה.זהו צורה נוספת של התנהגות לא-הומית רלוונטית במיוחד:

  • שינויים להגנה על הגדיל
  • יישומים גבוהים
  • מערכות מדידה

יישומים אמיתיים ומקריות

עיצוב אספקה

אספקה מודרנית של כוח exeventating שילוב של מרכיבים הוממים ולא-הומיים. Rectifier diodes (לא-ohmic) להמיר AC ל- DC, בעוד פילטר capacitors ומתנגדים (ohmic) חלק את הפלט. מעגלי הרגולטור וולטאז עשויים להשתמש ב- Zener diodes (לא-ohmic) עבור מתח הפניה, בשילוב עם דיבידנדים מנוגדים (ohmic) עבור שליטה.

מערכות רגישות

המאפיינים הייחודיים של התנהגות לא אומית יש השלכות מרחיקות לכת, בעיצוב היבטים רבים של הטכנולוגיה המודרנית ואלקטרוניקה.בעיקר הבנה מוגברת של המאפיינים הספציפיים האלה אפשרה למבחר נרחב יותר של חומרים ביישומים ברחבי העולם האלקטרוני והטכני. לדוגמה, מוליכים למחצה כמו סיליקון וגרמניהיום נבחרים עבור המאפיינים הלא-הומונים הספציפיים שלהם - בדיוק כי הכיוון הזה בהתנהלות חשמל - ומשמשים באופן נרחב במיקרו-מיקרו-מעבדים אלה הם למעשה מיקרו-מיקרו-מיקרו-אלקטרוניקה-אלקטרוניקה-אלקטרוניקה-אלקטרוניקה.

אלקטרוניקה

כלי רכב מודרניים מסתמכים מאוד על רכיבים הומימיים ולא-הומיים.מנועי בקרה יחידות משתמשים במעונות לטמפרטורות חישה, דידות להגנה, טרנזירים להחלפה, ומתנגדים למיזוג אותות.

תפיסות מוטעות נפוצות וקלרנס

תפיסה שגויה: כל התוקפים הם אומי

ישנם כמה צורות של התנגדות שאינם ohmic המשמשים עבור כמה יישומים מיוחדים. בעוד מתנגדים סטנדרטי קבוע הם Omic, המrmistors, varistors, ומתנגדים מיוחדים אחרים להפגין התנהגות לא-הומית על ידי עיצוב.

תפיסה שגויה: לא-הומית, לא לעקוב אחרי כל החוקים

רכיבים לא-הומאליים אינם עוקבים אחר חוק הואם, אך הם מבצעים חוקים פיזיים אחרים ויש להם מאפיינים מוגדרים היטב.ניתן לתכנן את התנהגותם ולנבא באמצעות משוואות מתאימות ומודלים ספציפיים לכל סוג רכיב.

תפיסה שגויה: הטמפרטורה תמיד מגבירה את ההתנגדות

בעוד שזה נכון עבור רוב המתכות (אפקט טמפרטורה חיובי), מוליכים למחצה וכמה חומרים אחרים יש משככי טמפרטורה שלילית שבו ההתנגדות יורדת עם טמפרטורה מוגברת.הבנת הבחנה זו חיונית עבור בחירת רכיב מתאים ועיצוב מעגלים.

משאבים חינוכיים ולמידה נוספת

עבור אלה המעוניינים להעמיק את הבנתם של התנהגות הומית ולא-הומית, מספר משאבים זמינים:

  • (FLT:0) סימולטורים של Online:FLT:1סימולציות מעגל מאפשר ניסויים עם מרכיבים הומאמיים ולא-הומיים
  • ניסויים ב-UV:0 (בשיתוף פעולה): 0 (בשיתוף פעולה) 1 (בשיתוף) של תכונות I-V מספק ניסיון מעשי רב ערך
  • (ב) ⁇ :0 (בספרים) : אלקטרוניקה ופיזיקה מציעים יסודות תיאורטיים מפורטים
  • קורסים:0 (Online קורסים:FLT:1 אוניברסיטאות רבות ופלטפורמות חינוכיות מציעים קורסים על ניתוח מעגלים ופיזיקה Semiconductor
  • (FLT:0)מנפיקים נתונים: ההרחבה 1 (Commontph 1) מספקת נתונים של ביצועים אמיתיים)

למידע מקיף על יסודות הנדסה חשמלית, בקר:0 All About CirclesFLT:1, המציע הדרכות נרחבות ומשאבים.

בדיקות וטכניקה מדידה

המונחים: Ohmic Components

בדיקת רכיבי הוממתית היא פשוט באמצעות רבמטר או הומטר.ההתנגדות צריכה להישאר קבועה ללא קשר למתח המדידה (עם טווח של מטר) עבור יישומים מדויקים, ארבע-חוט (Kelvin) טכניקות המדידה לחסל את השפעות ההתנגדות המובילות.

תכונות לא-הוממיות

רכיבים לא-הוממיים דורשים בדיקות מתוחכמות יותר:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) ,Parametric מנתחים: FLT:1, כלי עדיפות עבור סיווגים למחצה מפורטים
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד: "ב"ב" (ב"ד)
  • (ב) ⁇ :0 (ב) ⁇ (ב) ,(ב) ,(ב) , (ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

תקני תעשייה וספקנות

תקני תעשייה שונים שולטים על מפרט ובדיקה של מרכיבים הומימיים ולא-הומימיים:

  • (ב) תקנים:0 (IEC): ⁇ 1:1 , 1) מפרטים בינלאומיים עבור ביצועי הרכיב
  • (ב) ⁇ :0) ,1 ,1 ,1 תקנים צבאיים לאמינות ולבדיקות סביבתיות
  • (FLT:0)EIA / JEDEC:FLT:1 אלקטרוניקה תקני הברית עבור מכשירים מוליכים למחצה
  • תקנות ISO:0 (ISO Standards: ReFLT:1) ניהול איכות ותהליכי בדיקה

הבנת הסטנדרטים הללו חשובה לעבודה אלקטרוניקה מקצועית ולהבטיח תאימות ואמינות של רכיב.

מגמות עתידיות וטכנולוגיות מתפתחות

תחום רכיבי החשמל ממשיך להתפתח עם חומרים וטכנולוגיות חדשים:

  • (ב) ,0)Nanomaterials: FLT:1 Graphene ו- Carbon nanotubes מציג תכונות חשמל ייחודיות
  • (ב) ⁇ :0) מרכסים: 1FLT:1 רכיב מעגלי בסיסי רביעי עם התנהגות לא לינארית
  • (FLT:0) מוליכים למחצה אורגניים: FLT:1 אלקטרוניקה גמישה עם מאפיינים חדשים
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • חומרים חכמים: ⁇ 1 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

טכנולוגיות מתפתחות אלה מטשטשות את הגבולות המסורתיים בין התנהגות תרמית ולא-הומית, ויוצרות אפשרויות חדשות לעיצוב מעגלים ומערכות אלקטרוניות.

מסקנה

ההבחנה בין מרכיבים הומימיים ולא-הומיים היא יסודית להבנת מעגלים חשמליים ומערכות אלקטרוניות.הנושא "הבדל בין הומאמי ולא הומאמיים" הוא חיוני להבנת מעגלים חשמליים, שכן הוא מסייע לתלמידים להבחין בין חומרים הציית לחוק אום לבין אלה שאינם.בחנים שאלות לעתים קרובות דורשות זיהוי ברור ויישום של הבדלים אלה.

מרכיבים ארומיים מספקים התנהגות ליניארית צפויה חיונית לפעילות מעגלים יציבה, מדידה מדויקת וחלוקה אמינה של כוח.ההתנגדות הקבועה שלהם ומאפיינים I-V פשוטים הופכים אותם לבסיס של עיצוב מעגלים בסיסיים. רכיבים לא-הומיים, עם ההתנגדות המשתנה שלהם והתנהגות מורכבת, מאפשרים פונקציות מתקדמות כמו הגדלה, שינוי, תיקון, וחישה שהם חיוניים עבור אלקטרוניקה מודרנית.

דיודה, טרנזיטור, אור פולט דיודות (LED), המrmistor הם כל מתנגדים לא-הומית (מוליכים) עם המתנגדים הלא-הומאליים (מוליכים) לא הייתה התקדמות באלקטרונים.הטבע המשלים של רכיבים הומאמיים ולא-הומיים מאפשר למהנדסים לעצב מערכות מתוחכמות שמשלבות עם יציבות.

הבנה מוצקה של מושגים אלה משפרת את היכולת לעצב, לנתח ולפתור מעגלים ביעילות. בין אם אתה סטודנט ללמוד את היסודות, תאוריה של מעגל הוראה מחנך, או מהנדס מקצועי עיצוב מערכות מורכבות, לשלוט עקרונות ההתנהגות הומית ולא-הומית חיונית להצלחה בהנדסה חשמלית ואלקטרוניקה.

על ידי הכרה כאשר להשתמש בכל סוג של רכיב והבנה של המאפיינים הייחודיים שלהם, אתה יכול לייעל ביצועי מעגלים, לשפר את האמינות וליצור פתרונות חדשניים לאתגרים הנדסיים.המשחק בין מרכיבים הומימיים ולא-הומיים ממשיך להניע התקדמות טכנולוגית, ממכשירים ביתיים פשוטים ועד מערכות מחשוב מתוחכמות ורשתות תקשורת.

למידע נוסף על עיצוב מעגלים ובחירת רכיב, לחקור משאבים ב-FLT:0 ⁇ NotessenseFLT:1 ו-FLT:2Electrical4Uph3, המציעים מדריכים מקיפים בנושאים הנדסיים חשמליים.