什么是负电阻


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负电阻是电流和电压成反比的行为。当电压降低时,具有遵循欧姆定律的电阻器的常规电路会产生电流下降。在负电阻的情况下,电流随电压下降而增加。

实际上,没有什么可以作为负电阻。在具有负斜率的VI曲线上,它的正当行为,在该区域内工作将为您带来负电阻行为。

在下面的这张图中,您可以看到该元件显示负电阻行为的区域。

在此处输入图片说明

我认为隧道二极管和其他一些二极管都表现出这种行为。


同样,有时将有源放大电路建模为负电阻黑匣子。
cerkiewny14年

对于没有遇到隧道二极管的人,我发现这本书对理解它们非常有用。
朱尔斯

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要了解负电阻,请从实际电阻开始。对于任何正常(正)电阻,它都是根据已知电流来确定电阻两端累积多少电压的量度。这就是欧姆定律所描述的:

  R = V / I

或放入普通单位中:

  Ω= V / A

换句话说,欧姆是每安培一伏。如果您通过一个电阻器传递了1 Amp的电流,并且导致该电阻器两端的电压为3 V,那么您的电阻器将为3Ω。

负电阻没有什么不同,只是电阻的符号为负。如果通过一个-3Ω电阻放置1 Amp,则得到-3V。这听起来不直观的原因是因为这些东西在自然界中并不存在。我记得大学时期的吉塞尔教授解释了负面抵抗。他最后说:“我办公室里有一罐。您可以稍后再来看看是否需要。” ,然后环顾四周,看看谁在笑。出乎意料的是,有些人呆呆地坐在那儿,想知道有什么好笑的。

要了解为什么这些东西不自然存在,请考虑功率转移。负载的功率是负载两端的电压乘以通过负载的电流。请注意,对于负电阻,电压和电流具有相反的符号。这意味着当您将电压施加到负电阻时,施加到该电阻的功率为负,这是说它在产生功率而不是耗散功率的另一种方式。如果在2.2 V电池上放置-100Ω,则将流过的22 mA电流将为电池充电,而不是对其放电。负电阻可提供电源。

聪明的电路可以模拟负电阻,将其限制在特定的电压和电流范围内。但是,该电路始终由电源供电,与其相连的电源将获得部分电源。

据说有一些无源器件具有负电阻,但真正发生的是,在某些区域,伏特的斜率与安培曲线的关系为负。实际幅度仍然保持为正,这是另一种说法,即伏特与安培曲线的函数保持在第一象限和第三象限中(在该处,设备吸收功率而不是消耗功率)。某些类型的二极管和单结晶体管的基极在其V / A响应的某些部分上呈现负斜率。这些有时被称为负电阻器件,即使仅指其在有限范围内的斜率。


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如果无源设备在第一象限和第三象限中运行期间存储了其吸收的部分功率,则它也可以在第二和第四象限中短暂运行(输出功率)。这种行为在电感器和电容中比在功率/电压传输特性表现为负电阻的事物中更为常见,但是在短期内(长期而言)无需保留电能。
2013年

“ ...真正发生的是,他的伏特斜率与安培曲线的函数关系在某些区域为负。” 但这恰恰是阻力:V在I上的斜率。对吗?
Maxpm

@Max:不。请参阅欧姆定律。那里没有衍生品。
奥林·拉斯洛普
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