st图像的斜率代表什么(I图像的斜率有什么含义)

我读大学的《电路分析》课时,老师讲了一句话:各种元器件的伏安特性曲线就是它们的身份证。我进入职场几十年了,我的职场生涯告诉我,这句话是绝对真理。

我们看下图:

st图像的斜率代表什么(I图像的斜率有什么含义)(1)

图1:电阻的伏安特性曲线

图1是电阻的伏安特性曲线,它的特征是一条经过原点的单调上升的斜线。

我们再看下图:

st图像的斜率代表什么(I图像的斜率有什么含义)(2)

图2:动态电阻分析

首先我们在图2左图的电阻伏安特性曲线上取两点1和2,另Rd为:

Rd=U2−U1iI2−I1R_d=\frac{U_2-U_1}{iI_2-I_1} ,式1

我们把Rd叫做伏安特性曲线的割线斜率。我们看到,对于电阻的伏安特性曲线来说,Rd>0。现在,我们令2点向1点无限逼近,即求极值:

Rd=limI2→I1U2−U1I2−I1=U1I1=dUdI=R>0R_d=\lim_{I_2 \rightarrow I_1}{\frac{U_2-U_1}{I_2-I_1}}=\frac{U_1}{I_1}=\frac{dU}{dI}=R>0 ,式2

可见,对于电阻R来说,它动态电阻Rd就等于伏安特性曲线的斜率,也即电阻阻值。

注意式2中的 Rd=dU/dIR_d=dU/dI ,也即动态电阻就是电压对电流的导数。

图2的右上图中,若保持电压不变,则电流当然也不变,理解这一点很重要。

我们看下图:

st图像的斜率代表什么(I图像的斜率有什么含义)(3)

图3:稳压二极管的伏安特性曲线

图3中,我们看到稳压二极管不管是正向区域(第一象限)还是反向区域(第三象限),伏安特性曲线的动态电阻均大于零,也即伏安特性曲线是单调上升的,且有 Rd=dU/dI>0R_d=dU/dI>0 。

我们再看下图:

st图像的斜率代表什么(I图像的斜率有什么含义)(4)

图4:三种典型伏安特性曲线的对比

图4中,我们看到了电阻的伏安特性曲线,其斜率 Rd=dU/dI>0R_d=dU/dI>0 ;我们看到了电压源的伏安特性曲线,其斜率 Rd=dU/dI=0R_d=dU/dI=0 ,故电压源的伏安特性曲线是水平直线;我们还看到了电弧的伏安特性曲线,其斜率 Rd=dU/dI<0R_d=dU/dI<0 ,故电弧的伏安特性曲线是单调下降的曲线,且电弧电流越大,电弧两端的电压降就越低,电弧的温度就越高。

图4告诉我们,正阻特性、零阻特性和负阻特性的意义及曲线形式。

注意:不要把零阻特性与超导体的零电阻相混淆。

我们再看下图:

st图像的斜率代表什么(I图像的斜率有什么含义)(5)

图5:单结晶体管的伏安特性曲线

图5左图是单结晶体管振荡电路,中图是等效原理图,右图是单结晶体管的伏安特性曲线和输出振荡波形图。

我们看到,单结晶体管的动态电阻既有大于零的左侧上升沿部分,也有小于零的中部下降沿部分,还有等于零的峰点和谷点部分。在谷点,由于电源既要对电容C充电,还要维持单结晶体管发射极对第一基极的电流,故单结晶体管会进入隧道效应区并返回到左侧上升沿部分。

通过这几个例子的讲解,题主应当明白了U-I图像(伏安特性曲线)上的斜率 Rd=dU/dIR_d=dU/dI 的意义了吧。

,

免责声明:本文仅代表文章作者的个人观点,与本站无关。其原创性、真实性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容文字的真实性、完整性和原创性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并自行核实相关内容。文章投诉邮箱:anhduc.ph@yahoo.com

    分享
    投诉
    首页