Основы

Вольт-амперная характеристика двухполюсника

Аббревиатурой ВАХ (англ. I-V) принято обозначать вольт-амперную характеристику (current–voltage characteristic) двухполюсника.

Двухполюсник

Двухполюсник

Двухполюсник — это абстрактное представление о реальном элементе электрической цепи, которое изображается в виде прямоугольника имеющего два вывода, являющихся входом и выходом. Через такой объект проходит электрический ток (electrical current) — это один показатель, а между входом и выходом существует разность потенциалов в виде ЭДС или падения напряжения - это другой показатель. Отношение между двумя этими величинами, током и напряжением, и есть вольт-амперная характеристика.

ВАХ — это математическая функция зависимости тока от напряжения. Изображается в виде графика. Как и любая алгебраическая функция может быть линейной и нелинейной (кривой). Если имеется ещё и третий параметр, от которого зависит функция тока, тогда следует говорить о семействе вольт-амперных характеристик (ВАХ). Таким параметром может быть температура, влажность, время, освещённость, давление.

Например, трёхполюсник, которым является простой биполярный транзистор, можно рассматривать как три варианта двухполюсников, где третий вывод и будет дополнительным параметром. Для серии значений третьего параметра у двухполюсника образуется целое семейство ВАХ.

Самым простым примером двухполюсника является резистор, у которого ВАХ представляет собой прямую линию (линейная характеристика) в полном соответствии с Законом Ома. Но даже такое простое устройство имеет зависимость от внешних факторов таких как температура. Это проявляется в том, что его ВАХ максимально приближена к линейной, но в реальности есть много факторов оказывающих влияние математическую функцию тока для этого элемента.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) линейного элемента R

Вольт-амперная характеристика резистора представляет собой функцию тока по Закону Ома и показывает свойства проводимости и сопротивления двухполюсника.

Двухполюсником с нелинейной характеристикой может быть полупроводниковый фотоэлемент, у которого проводимость зависит от освещённости. Естественным образом полупроводниковый диод (вентиль) также имеет нелинейную ВАХ.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) нелинейного элемента полупроводникового диода VD

Многие производители устройств и компонентов в предоставляемой документации (datasheet) приводят снятые вольт-амперные характеристики (current–voltage characteristic) своей продукции для разных режимов работы. ВАХ позволяют оперативно выбрать оптимальный режим работы устройств, а также подобрать им функциональную и параметрическую замену.

Визуально в режиме реального времени ВАХ можно наблюдать с помощью осциллографа.

Кроме применения в электронике и электротехнике, вольт-амперные характеристики (ВАХ) используются, например, в электрофизиологии для исследования биоэлектричества. Биологическая мембрана рассматривается как двухполюсник и с неё снимается ВАХ. Везде, где есть электрический ток, в любой среде, где возможно возникновение и изменение разности потенциалов, возможно построение вольт-амперной характеристики.

Дата: 22.05.2015

© Valentin Grigoryev (Валентин Григорьев)



Возможно Вам будут интересны следующие статьи из этого раздела:

Если Вы не нашли ничего интересного в этом разделе, тогда Вам следует воспользоваться левым вертикальным меню, чтобы попасть в интересующий Вас раздел сайта.