Nakikilala sa pagitan ng ohmic at non-ohmic na materyales sa electrical engineering

Sa elektrikal na engineering, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng mga electrically conductive na materyales at ohmic at non-ohmic na uri.Ang mga conductor ng ohmic ay sumunod sa batas ng OHM, na nagpapakita ng isang linear na relasyon sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang, na nagpapahiwatig ng patuloy na pagtutol sa ilalim ng iba't ibang mga naglo -load na de -koryenteng.Ang mahuhulaan na kalikasan na ito ay pabago -bago para sa pagdidisenyo at pagpapatakbo ng mga elektronikong aparato at circuit.

Sa kabilang banda, ang mga di-Ohmic conductor ay nagpapakita ng variable na pagtutol, kumplikado ang kanilang paggamit ngunit nagbibigay ng mga benepisyo sa mga advanced na aplikasyon tulad ng regulasyon ng kuryente at pagproseso ng signal.Ang kanilang pag -uugali ay nag -iiba sa mga pagbabago sa temperatura, mga katangian ng materyal, at mga de -koryenteng naglo -load, na nangangailangan ng detalyadong pagsusuri upang ma -maximize ang kanilang utility.Ang paggalugad ng ohmic at non-Ohmic conductors ay nagtatampok ng kanilang natatanging mga katangian, aplikasyon, at mga pamamaraan ng pagsusuri na kinakailangan upang ma-optimize ang elektronikong disenyo ng sangkap at pag-andar.

Catalog

Larawan 1. Ohmic at non-Ohmic conductor

Pag-unawa sa ohmic at non-Ohmic conductor

Kapag sinusuri kung paano nakikipag-ugnay ang boltahe at kasalukuyang nakikipag-ugnay sa iba't ibang uri ng mga conductor, umaasa kami sa isang tool na tinatawag na V-I na katangian ng curve.Ang curve na ito ay naglalagay ng boltahe ng boltahe sa y-axis at kasalukuyang sa x-axis.Upang lumikha ng curve na ito, ang boltahe na inilalapat sa buong conductor ay unti -unting nababagay habang sinusukat ang nagreresultang kasalukuyang.Ang prosesong ito ay nagpapakita kung paano tumugon ang conductor sa iba't ibang mga antas ng boltahe.

Sa ohmic conductors, ang ugnayan sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang ay prangka at mahuhulaan.Ayon sa batas ng OHM, ang dalawang dami na ito ay direktang proporsyonal.Habang tumataas ang boltahe, ang kasalukuyang pagtaas sa isang matatag na rate, na gumagawa ng isang straight-line (linear) V-I curve.Ang pagkakasunud -sunod na ito ay nagpapahiwatig na ang paglaban sa loob ng conductor ay nananatiling pare -pareho, anuman ang pagbabago ng boltahe.Ang mga naunang pagpapalagay na ang mga materyales ay maaaring magpakita ng hindi linear na pag-uugali sa ilalim ng mga kundisyong ito ay napatunayan na hindi tama para sa mga ohmic conductor.

Gayunpaman, ang mga di-Ohmic conductor, ay hindi sumusunod sa simpleng pattern na ito.Sa mas mababang mga boltahe, maaaring una silang magpakita ng isang linear na relasyon na katulad ng mga ohmic conductor.Ngunit habang ang boltahe ay patuloy na tumataas, ang curve ay nagsisimulang yumuko o lumihis mula sa tuwid na linya, na nagpapahiwatig na ang paglaban ay hindi na pare -pareho.Sa halip, nag -iiba ito depende sa inilapat na boltahe.Ang di-linear na pag-uugali na ito ay karaniwang nakikita sa mga aparato tulad ng maliwanag na ilaw na bombilya at ilang mga sangkap ng semiconductor.Sa mga kasong ito, ang mga kadahilanan tulad ng mga pagbabago sa temperatura at mga materyal na katangian sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ng kuryente ay nag -aambag sa paglilipat ng paglaban.

Larawan 2: ohmic conductor

Papel ng ohmic conductors sa electronics

Ang mga conductor ng ohmic ay tinukoy ng kanilang pagsunod sa batas ng Ohm, na nagsasaad na ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng isang conductor ay direktang proporsyonal sa boltahe sa kabuuan nito.Maglagay lamang, kung doble mo ang boltahe na inilalapat sa isang ohmic conductor, ang kasalukuyang ay doble din.Ang pag -uugali na ito ay mahuhulaan at kinakatawan ng matematika bilang V = IR kung saan ang R ay ang paglaban.Sa ohmic conductors, ang R ay nananatiling pare -pareho anuman ang mga pagbabago sa boltahe o kasalukuyang.

Larawan 3: Mga halimbawa ng mga materyales na may mga katangian ng ohmic

Ang mga karaniwang halimbawa ng mga materyales na may mga ohmic na katangian ay may kasamang mga metal tulad ng tanso at aluminyo, pati na rin ang carbon at ilang mga haluang metal.Ang mga materyales na ito ay kilala para sa kanilang matatag na pagtutol, na nagsisiguro ng isang maaasahang ugnayan sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang.Kapag ang relasyon na ito ay graphed sa isang curve ng V-I, ang resulta ay isang tuwid na linya.Ang dalisdis ng linyang ito ay kumakatawan sa paglaban ng conductor - kung ang linya ay matarik, mataas ang paglaban;Kung ito ay mababaw, mababa ang paglaban.Ang linear na relasyon na ito ay maimpluwensyahan sa disenyo at paggana ng mga electronic circuit.Halimbawa, ang mga wire ng tanso ay malawak na ginagamit sa mga de -koryenteng sistema dahil sa kanilang mababang pagtutol, na nananatiling matatag sa iba't ibang mga kondisyon ng operating.Ang katatagan na ito ay pabago -bago para sa pagpapanatili ng pare -pareho ang pagganap ng circuit at pag -iwas sa mga isyu tulad ng sobrang pag -init o pagbagsak ng boltahe.

Larawan 4: Resistors

Ang mga resistors, na angkop na mga sangkap para sa pagkontrol ng boltahe at kasalukuyang sa loob ng mga circuit, karaniwang nagpapakita ng ohmic na pag -uugali.Ang mga ito ay dinisenyo upang magbigay ng isang tiyak na halaga ng paglaban upang ayusin ang daloy ng koryente, tinitiyak na ang mga circuit ay gumana ayon sa inilaan.Sa karamihan ng mga aplikasyon, ang mahuhulaan ng mga ohmic resistors ay lubos na kanais -nais.Gayunpaman, may mga sitwasyon kung saan ang mga hindi resistor na hindi Ohmic ay ginustong, tulad ng mga aparato sa proteksyon ng pag-surge, kung saan kailangang magbago ang pagtutol bilang tugon sa iba't ibang mga kondisyon ng kuryente.Ang pagiging maaasahan at mahuhulaan na likas na katangian ng mga ohmic conductor at sangkap ay bumubuo ng gulugod ng karamihan sa mga elektronikong aparato.Ang kanilang kakayahang mapanatili ang pare -pareho na pagganap sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ay nagbibigay sa kanila ng kinakailangan sa isang malawak na hanay ng mga aplikasyon, mula sa simpleng mga kable hanggang sa mga kumplikadong disenyo ng circuit.

Larawan 5: Mga conductor na hindi Ohmic

Mga advanced na aplikasyon ng mga di-OHMIC conductor sa electronic

Ang mga di-Ohmic conductor ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglaban na nagbabago sa inilapat na boltahe, na ginagawang mas kumplikado ang kanilang pag-uugali kumpara sa mga ohmic conductor.Hindi tulad ng mga ohmic conductor, kung saan ang kasalukuyang at boltahe ay direktang proporsyonal, hindi Ohmic conductors ay hindi sumusunod sa batas ng Ohm.Halimbawa, sa isang maliwanag na ilaw na bombilya, ang pagtutol ng filament ay tumataas habang kumakain ito, binabago ang kasalukuyang daloy.Nangangahulugan ito na kung ang boltahe ay doble, ang kasalukuyang hindi lamang doble dahil ang pagbabago ng paglaban na may mga katangian ng temperatura at materyal.

Larawan 6: Semiconductor diode

Nag-aalok ang mga diode ng Semiconductor ng isa pang halimbawa ng hindi pag-uugali na hindi Ohmic, kung saan ang kasalukuyang dumadaloy sa isang direksyon.Ang relasyon ng boltahe-kasalukuyang (V-I) para sa isang diode ay lubos na hindi linear.Ang isang diode ay hindi papayagan ang makabuluhang kasalukuyang dumaloy hanggang sa ang inilapat na boltahe ay lumampas sa isang tiyak na threshold, na kilala bilang pasulong na boltahe.Sa ibaba ng threshold na ito, ang kasalukuyang nananatiling napakababa.Sa kabilang banda, kapag ang boltahe ay inilalapat sa reverse direksyon, ang kasalukuyang mananatiling minimal hanggang sa maabot ang isang malubhang boltahe ng breakdown.Ang natatanging pag -uugali na ito ay pag -aayos para sa proseso ng pagwawasto, kung saan ang alternating kasalukuyang (AC) ay na -convert upang direktang kasalukuyang (DC).

Larawan 7: Incandescent bombilya

Ang variable na pagtutol at di-linear na tugon ng mga sangkap tulad ng mga diode at maliwanag na bombilya ay nagtatampok ng masalimuot na ugnayan sa pagitan ng boltahe, paglaban, at kasalukuyang sa mga di-Ohmic conductor.Ang mga pag -aari na ito ay ginagamit para sa mas advanced na mga elektronikong aplikasyon ngunit ipinakilala din ang mga hamon sa mga tuntunin ng mahuhulaan at disenyo ng circuit.Dapat isaalang-alang ng mga inhinyero ang mga salik na ito kapag isinasama ang mga sangkap na hindi OHMIC sa mga elektronikong sistema upang matiyak ang wastong pag-andar at pagiging maaasahan.

Paghahambing ng pagsusuri ng ohmic at non-Ohmic conductors

Ang mga conductor ng ohmic ay madaling nakilala sa pamamagitan ng kanilang diretso, linear na relasyon sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe.Kapag naka -plot sa isang graph, ang relasyon na ito ay bumubuo ng isang tuwid na linya, na nagpapahiwatig na ang paglaban ay nananatiling pare -pareho anuman ang inilapat na boltahe.Ang pare -pareho na pag -uugali na ito ay hindi naapektuhan ng mga pagbabago sa temperatura o iba pang mga kondisyon sa pagpapatakbo.Ang mga materyales tulad ng tanso, na karaniwang ginagamit sa mga kable, at karaniwang mga elektronikong sangkap tulad ng mga resistors, ay nagpapakita ng mga conductor na ohmic.Ang kanilang matatag at mahuhulaan na mga de -koryenteng katangian ay iginiit sa pagtiyak ng maaasahang pagganap ng circuit sa iba't ibang mga kondisyon sa kapaligiran.

Ang mga di-Ohmic conductor ay naiiba ang kumikilos, na nagpapakita ng isang nonlinear na relasyon sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang.Sa mga materyales na ito, ang mga pagbabago sa paglaban na may mga kadahilanan tulad ng temperatura at pag-load ng elektrikal, na humahantong sa isang V-I curve na yumuko o curves sa halip na bumubuo ng isang tuwid na linya.Ipinapahiwatig nito na ang paglaban ay hindi pare -pareho ngunit nag -iiba depende sa mga kondisyon ng operating.Ang mga halimbawa ng mga di-Ohmic conductor ay may kasamang mga aparato ng semiconductor tulad ng mga diode at transistor, na pabago-bago sa mga modernong elektronika.Ang mga electrolyte na ginamit sa mga baterya at mga electrochemical cells ay nahuhulog din sa kategoryang ito.Ang mga sangkap na ito ay kapaki -pakinabang sa mga aplikasyon kung saan ang mga kinokontrol na pagbabago sa paglaban at kasalukuyang daloy ay kanais -nais, tulad ng sa regulasyon ng kuryente at pagproseso ng signal.

Larawan 8: Paglaban ng isang di-Ohmic conductor

Mga Paraan para sa Pagtatasa ng Paglaban sa Mga Non-Ohmic Conductors

Upang mahanap ang paglaban ng mga di-OHMIC conductor, kailangan mong gamitin ang paraan ng slope, na kinakalkula ang pagkakaiba-iba ng paglaban sa mga tiyak na puntos kasama ang curve ng boltahe-kasalukuyang (V-I).Ang pamamaraang ito ay nagsasangkot ng pagpili ng dalawang puntos sa curve at pagkalkula ng ratio ng pagbabago sa boltahe (∆V) sa pagbabago sa kasalukuyang (∆V).Ang dalisdis ng linya sa pagitan ng dalawang puntos na ito ay nagbibigay ng paglaban sa partikular na bahagi ng curve.

Hindi tulad ng mga ohmic conductor, na may palaging pagtutol, ang mga di-Ohmic conductor ay nagpapakita ng paglaban na nag-iiba sa mga pagbabago sa boltahe at kasalukuyang.Ginagawa nitong kinakailangan ang pamamaraan ng slope dahil nagbibigay ito ng isang naisalokal na pagsukat ng paglaban, na sumasalamin kung paano kumikilos ang conductor sa iba't ibang mga estado ng pagpapatakbo.

Dinamika ng paglaban sa mga di-Ohmic conductor

Dinamika ng paglaban sa hindi Ohmic Conductors
Kumplikadong mga variable sa paglaban Pagkalkula	Pagkalkula ng paglaban sa hindi Ohmic Ang mga conductor ay nagsasangkot ng isang halo ng mga kadahilanan tulad ng mga materyal na katangian, temperatura Pagbabago, intensity ng electric field, at mga antas ng doping sa mga semiconductors. Ang mga elementong ito ay nakikipag -ugnay upang mabuo ang paglaban ng conductor sa mga paraan na maaaring maging masalimuot.
Mga katangian ng materyal at paglaban	Ang komposisyon ng isang conductor ay gumaganap ng Pangunahing papel sa pagtukoy ng paglaban nito.Sa mga semiconductors, halimbawa, Ang pagdaragdag ng iba't ibang mga atoms (isang proseso na kilala bilang doping) ay nagbabago kung paano lumipat ang mga electron sa pamamagitan ng materyal.Ang mga electron na ito ay madalas na bumangga sa mga atomo, at ang Kalikasan ng mga atomo na ito - kung ano ang mga ito at kung paano sila nakaayos - ay nakakaapekto sa kadalian kung saan ang mga electron ay maaaring dumaloy.Ang mas mahirap para sa mga electron na ilipat, mas mataas ang paglaban.
Mga epekto sa temperatura	Ang mga pagbabago sa temperatura ay may isang makabuluhan Epekto sa paglaban ng mga di-Ohmic conductor.Habang tumataas ang temperatura, Ang mga atomo sa conductor ay nag -vibrate nang mas matindi, pinatataas ang mga pagkakataon ng Ang mga electron na nakabangga sa kanila.Ang pagtaas ng rate ng banggaan ay humantong sa mas mataas paglaban.Ang sensitivity ng temperatura na ito ay isang karagdagang katangian ng mga di-Ohmic conductor, lalo na sa mga kapaligiran kung saan ang mga temperatura magbago.
Electric Field Intensity	Sa mga semiconductors, ang lakas ng Ang patlang ng kuryente ay maaari ring maimpluwensyahan ang paglaban.Ang isang malakas na patlang ng kuryente ay maaaring Bumuo ng mas maraming mga carrier ng singil - mga electron at butas - na binabawasan ang pagtutol. Ang prinsipyong ito ay partikular na makabuluhan sa mga aparato tulad ng mga varistor, na Protektahan ang mga sensitibong elektronika sa pamamagitan ng pag -iiba ng labis na boltahe sa panahon ng kapangyarihan Surge.
Doping at ang mga epekto nito	Ang doping ay nagsasangkot ng pagdaragdag ng mga impurities sa a Semiconductor upang baguhin ang mga de -koryenteng katangian nito.Sa pamamagitan ng pagtaas ng bilang ng mga carrier ng singil, ang doping ay karaniwang nagpapababa ng pagtutol.Ang kakayahang tumpak na kontrolin ang mga antas ng doping ay nagbibigay-daan para sa pag-aayos ng pag-uugali ng pag-uugali ng Semiconductors, tinitiyak na ang mga elektronikong aparato ay mahusay na gumaganap sa ilalim ng a iba't ibang mga kondisyon.

Konklusyon

Ang paggalugad ng ohmic at non-ohmic conductors ay nagpapakita ng isang matinding dichotomy sa kaharian ng pag-uugali ng elektrikal.Ang mga conductor ng ohmic, kasama ang kanilang matatag at mahuhulaan na kalikasan, ay patuloy na sumuporta sa katatagan at kahusayan ng tradisyonal na mga de -koryenteng circuit at aparato.Ang kanilang pare -pareho na pagtutol ay nagbibigay ng isang pundasyon para sa mga pangunahing prinsipyo ng disenyo ng circuit at ang mas malawak na pagiging maaasahan ng mga de -koryenteng imprastraktura.Katulad nito, ang mga di-OHMIC conductor, kasama ang kanilang mga dinamikong katangian ng paglaban, ay may mahalagang papel sa pagsulong ng elektronikong teknolohiya, lalo na sa mga aparato na nangangailangan ng nuanced control ng mga de-koryenteng katangian sa ilalim ng iba't ibang mga estado ng pagpapatakbo.Ang kakayahang tumpak na masukat at manipulahin ang paglaban ng mga conductor na ito, lalo na sa pamamagitan ng mga pamamaraan tulad ng paraan ng slope, ay nagpapabuti sa aming kapasidad na magdisenyo ng mga circuit na parehong makabagong at madaling iakma sa pagbabago ng mga kondisyon.

Habang pinalalaki namin ang aming pag-unawa sa mga materyales na ito sa pamamagitan ng detalyadong pagsusuri at praktikal na mga aplikasyon, ang pagkakaiba sa pagitan ng mga ohmic at non-Ohmic na pag-uugali ay hindi lamang nagpayaman sa aming teoretikal na kaalaman ngunit ginagabayan din ang pagbuo ng mas sopistikadong at maaasahang mga elektronikong sistema.Kaya, ang pag -aaral ng mga conductor na ito ay hindi lamang pang -akademiko ngunit isang iginiit na pagsisikap sa ebolusyon ng elektronikong engineering at teknolohiya.

Madalas na Itinanong [FAQ]

1. Ano ang 3 hindi ohmic conductor?

Semiconductors: Mga materyales tulad ng silikon at germanium, huwag sundin ang batas ng Ohm sa isang malawak na hanay ng mga boltahe at temperatura dahil sa kanilang natatanging mga istruktura ng banda.

Diode: Partikular na idinisenyo upang payagan ang kasalukuyang dumaloy sa isang direksyon lamang, na nagpapakita ng iba't ibang mga resistensya batay sa direksyon ng inilapat na boltahe.

Transistors: Ang mga aparatong ito, na ginagamit nang malawak sa mga electronic circuit, nagpapakita ng iba't ibang pagtutol batay sa boltahe at signal ng input, na hindi nakahanay sa batas ng OHM.

2. Ano ang isang halimbawa ng isang ohmic na aparato?

Metal Wire Resistor: Ang isang risistor na ginawa mula sa mga metal tulad ng tanso o nichrome ay sumusunod sa batas ng OHM na malapit, na nagpapakita ng isang linear na relasyon sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang sa ilalim ng patuloy na mga kondisyon ng temperatura.

3. Ano ang mga katangian ng isang di-Ohmic conductor?

Paglaban sa boltahe na nakasalalay: Ang mga pagbabago sa paglaban sa inilapat na boltahe, hindi pinapanatili ang isang palaging ratio.

Direksyon ng Direksyon: Sa mga aparato tulad ng mga diode, ang paglaban ay maaaring mag -iba batay sa direksyon ng inilapat na kasalukuyang.

Sensitivity ng temperatura: Maraming mga di-Ohmic na materyales ang nagpapakita ng mga makabuluhang pagbabago sa paglaban sa mga pagbabago sa temperatura.

4. Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng mga di-Ohmic at ohmic conductor?

Pag -uugali ng paglaban: Ang mga ohmic conductor ay may palaging pagtutol sa isang hanay ng mga boltahe at temperatura, na sumunod sa formula V = IRV = IRV = IR.Ang mga di-Ohmic conductor ay walang palaging pagtutol at ang kanilang V-IV-IV-i na relasyon ay hindi magkakasunod.

Linearity: Ang mga conductor ng ohmic ay nagpapakita ng isang linear na relasyon sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe.Ang mga di-Ohmic conductor ay nagpapakita ng isang nonlinear na relasyon, kung saan ang balangkas ng kasalukuyang kumpara sa mga curves ng boltahe o bends.

5. Ano ang dalawang halimbawa ng paglaban sa hindi Ohmic?

Light Emitting Diode (LEDs): Ang kanilang mga pagbabago sa paglaban gamit ang boltahe na inilapat at pinapayagan lamang ang kasalukuyang na maipasa sa itaas ng isang tiyak na boltahe ng threshold.

Varistors (boltahe dependant resistors): Ang mga sangkap na nagbabago ng kanilang pagtutol sa boltahe na inilalapat sa kanila, na karaniwang ginagamit para sa pagprotekta sa mga circuit laban sa mataas na boltahe na mga spike.