电流特性和非线性

介绍

回想一下，欧姆定律提供了电阻的电压与电流之间的关系。欧姆定律指出，对于图1中所示的电阻：$ v = i \ cdot r $图1.电阻

在本节中，我们将从电压关系的角度看欧姆的定律。这将提供一些连续性，我们呈现了其他组件的电压电流关系，例如电容器，电感器，二极管和晶体管。我们还将从图形的角度看欧姆的定律（一个i-v曲线或电压图作为电流的函数）。这也将使我们能够介绍非理想电阻的概念。

图2显示了Vs.i的图图（1）；最终的图是一条直线，坡度r。方程式（1）因此描述了一个的电压 - 电流关系线性电阻。线性电路元素很棒，因为它们允许我们设计所谓的东西线性电路或者线性系统1）。线性电路在数学上比非线性电路更容易处理，但是它们存在一个问题：它们实际上并不存在 - 所有实际电路在某种程度上都是非线性的。

图2.线性电阻电压与当前特性。

与其他任何组件一样，所有电阻都是非线性， 在某种程度上。也就是说，电压电流关系并不是所有当前值的直线（例如，全部如果通过足够的电流通过它们，电气设备将失败。图3显示了可能的非线性电压电流关系。但是，许多非线性电阻在某些方面表现出大约线性电压电流特性范围电压和电流；这也如图3所示。现在，我们将假设我们使用的任何电阻都在其电压电流特性为线性的电压和电流范围内工作，并且可以通过方程式（1）近似。

图3.非线性电压与当前特性。

要点：

  • 欧姆定律为电压电流特性提供了线性电阻。
  • 电压和电流必须根据被动标志公约分配。
  • 欧姆的定律是近似真正的电阻行为。这i-v任何真正电阻器的特征在某种程度上都是非线性的。例如，很高的电流会倾向于燃烧一个电阻，从而改变其I-V特性。
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1） 我们将在以后更严格地定义线性系统线性。目前，我们只能说，对于线性系统，参数相互比例变化。例如，根据欧姆定律，如果我们将电流加倍，电压会加倍。因此，对于线性系统，电压 - 电流关系的图趋于直线。非线性系统不这样做，这使它们更难设计。因此，即使系统是非线性的，工程师确实确实非常，尝试假装它是。稍后会有更多信息，但要警告 - 数学非常酷，但具有挑战性。