なぜLEDはオームの法則に従わないのですか?


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前の質問で、LEDはオームの法則に従っていないことがわかりました。(抵抗の周囲の予想電圧の計算を参照してください)

簡単に言えば、どうですか?

何が彼らをそんなに違ったふるまいにするのでしょうか それらを回路と計算でどのように扱うべきですか?

同様の動作をする他のコンポーネントはありますか?


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非理想ダイオードモデルには、指数項があります。さらに重要なのは、キルチョフの法則が満たされ、それらが常に適用されることです。
Matt Young

@MattYoungは明確にするために、理想的なダイオードには指数項があり、しきい値モデルは非常に大まかな単純化です
カラバッキオ

水に特定の可変電圧を印加してみてください。抵抗は電圧によって変化することがわかります。空気はオームの法則にも従いません-巨大な電圧が空中に浮いています。しかし、電圧が特定のレベルに達するまで、電流はほとんどありません。そのとき観察するのは、照明の形の火花です。オームの法則は、定義により、抵抗材料にのみ適用されます。オームの法則に従わないのは抵抗ではありません。
ジョニーBグッド

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線形デバイスと非線形デバイスの原理を発見しました。すべての半導体からの非線形動作を期待します。
gbarry

回答:


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オームの法則は抵抗に適用されます。デバイスのすべての抵抗面は、OHmの法則に従って動作します。

質問を逆にすると、オームの法則に従って動作するすべてのものは抵抗でなければならないことがわかります。純粋な抵抗でできることはたくさんあります。したがって、論理的には、オームの法則に従って動作しないものは抵抗ではありません。または、抵抗器でないものはオームの法則に従って動作しません。

それはトートロジーと呼ばれていると思います。

回路設計では、さまざまなもの/機能を実装できるように、すべてが固有のプロパティを持つさまざまなデバイスを使用しています。


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あなたの答えはそれが唯一正しい正しいものであるため、もっと強調する必要があると思います(現時点ではこれを書いています)。オームの法則は経験に基づくものであり、元々はさまざまな長さのワイヤーの動作を監視することに由来していました。水はオームの法則には従いませんが、空気は従いません-導電性材料だけが従います。
ジョニーBグッド

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ブラックボックスがあり、そこに電流を流し、その両端の電圧を測定した場合、その時点での抵抗を計算できます。ブラックボックスの内容は関係ありません。
ブラッド

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まさに-私が言ったように:ダイオードには「固定抵抗」がありません。ただし、特定の電流に対して既知の抵抗があることは間違いありません。問題は、それがオームの法則に従うかどうかということでした。一定の抵抗がないだけです。
ブラッド

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@ブラッド、それオームの法則に従わない -期間。オームの法則では、VとIは比例します。つまり、比率は一定です。
アルフレッドケンタウリ

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応答が非線形であるという事実を説明していますが、そうではありません。しかし、それは問題ではありませんでした。このロジックにより、「可変抵抗器」もオームの法則に違反します。オームの法則は、抵抗、電流、および電圧の関係を方程式として定義します-相互の比率。これは、1つの変更が有効であるためには、少なくとも他の1つの変更が必要であることを示すだけです。デバイスに対してVとIのみが変更される間、Rは一定に維持する必要があると主張しています。これは、線形で純粋に抵抗性のあるデバイスを表しますが、適用されるのは1つだけではありません。
ブラッド

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彼らはそうです -彼らは単に「固定された」抵抗を持っていません。一定の順方向電圧降下があるという観点から(動作領域によってはそうなる)見た場合、それらの両端に固定された電圧があるともっと見てください。したがって、異なる電流が流れると、それらの電圧は(比較的)一定のままですが、抵抗が変化します。

これは単純な答えですが、あなたはこのレベルで話をしていると思います。


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まあ、それはダイオードであり、それは通常の導体のように固定されたコンダクタンスを持っていないことを本質的に意味する半導体です。この(および他の)半導体の特性は複雑です。彼らは異なる地域で異なることをします。それの抵抗は、固定された量とは対照的に、特定のポイントでのその操作のアーティファクトです。ここで「電圧-電流特性」を参照してください:en.wikipedia.org/wiki/Diode
Brad

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これは良い答えではありません。回路要素がオームの法則に従っている場合、電圧は電流に比例します。つまり、両端の電圧は、通過する電流の線形関数です。さらに、この答えは、抵抗V / Iと動的抵抗 dv / di の概念を拡張します。たとえば、youtube.com / watch
アルフレッドケンタウリ

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同意しません。オームの法則は、抵抗が機能ではあり得ないとは主張していません。これを否定することは、例えば、誰かがノブを回すことができるので、電位差計またはレオスタットがオームの法則に従わないことを意味します。
Kaz

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@Kaz、線形性と時間の不変性は明らかに異なります。あなたは2つを融合しています。それらが同じである場合、たとえば線形時不変システムを個別に指定する必要はありません。可変抵抗器は、いつでも、その両端の電圧またはそこを流れる電流に対して抵抗が一定の抵抗器です。
Alfred Centauri

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@AlfredCentauriしかし、いつでもダイオードもそうです。これはレオスタットのようなものですが、ノブを回すダイオード内部のデーモンが時間ではなく順方向電圧を見ている点が異なります。
Kaz

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簡単に言えば、これは抵抗ではなくpn接合であり、そのため、それらのVI比は指数関数的です。

それはあなたがそれらの電流を計算できないことを意味するのではなく、それは抵抗器ほど単純ではないということです。たとえば、固定電圧降下のあるしきい値モデルでそれらを扱うことができます。次に、電流は外部抵抗またはアクティブコンポーネントによって設定されます。

LEDはダイオードなので、これは明らかな類似点です。また、バイポーラトランジスタのベースエミッタ接合はダイオードであり、同様に動作します。ダイオードとの唯一の違いは、しきい値電圧が異なる材料とドーピングのために高いことです。


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電球は、最初の検査ではオームの法則に従っていないように見える場合があります。マルチメータで抵抗を測定します。5オームになる可能性があります。それを照らすことができる電源に接続し、電流と電圧を測定すると、その抵抗が大幅に上昇します(20または30オーム)。それでも抵抗器ですが、それに供給される電力によって抵抗が変化します。

光に依存する抵抗は別の例です-その抵抗は入射光によって変化します-それはまだ抵抗であり、オームの法則に従います-しかし、それは物事を理解するために線形のボルト電流グラフより少し多くかかります。

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