Вольт-амперна характеристика двухполюсника

Абревіатурою ВАХ (англ. I-V) прийнято позначати вольт-амперну характеристику (current-voltage characteristic) двухполюсника.

Двухполюсник – це абстрактне уявлення про реальний елементі електричного кола, яке зображається у вигляді прямокутника має два висновки, які є входом і виходом. Через такий об’єкт проходить електричний струм (electrical current) – це один показник, а між входом і виходом існує різниця потенціалів у вигляді ЕРС або падіння напруги – це інший показник. Відношення між двома цими величинами, струмом і напругою, і є вольт-амперна характеристика.

ВАХ – це математична функція залежності струму від напруги. Зображується у вигляді графіка. Як і будь-яка алгебраїчна функція може бути лінійної і нелінійної (кривої). Якщо є ще й третій параметр, від якого залежить функція струму, тоді слід говорити про сімейство вольт-амперних характеристик (ВАХ). Таким параметром може бути температура, вологість, час, освітленість, тиск.

Наприклад, трёхполюснік, яким є простою біполярний транзистор, можна розглядати як три варіанти двухполюсников, де третій висновок і буде додатковим параметром. Для серії значень третього параметра у двухполюсника утворюється ціле сімейство ВАХ.

Найпростішим прикладом двухполюсника є резистор, у якого ВАХ є пряму лінію (лінійна характеристика) в повній відповідності з Законом Ома. Але навіть такий простий пристрій має залежність від зовнішніх факторів таких як температура. Це проявляється в тому, що його ВАХ максимально наближена до лінійної, але в реальності є багато факторів впливають математичну функцію струму для цього елемента.

Вольт-амперна характеристика (ВАХ) лінійного елемента R

Вольт-амперна характеристика резистора являє собою функцію струму згідно із законом Ома і показує властивості провідності і опору двухполюсника.

Двополюсників з нелінійної характеристикою може бути напівпровідниковий фотоелемент, у якого провідність залежить від освітленості. Природним чином напівпровідниковий діод (вентиль) також має нелінійну ВАХ.

Вольт-амперна характеристика (ВАХ) нелінійного елемента напівпровідникового діода VD

Багато виробників пристроїв і компонентів в наданої документації (datasheet) призводять зняті вольт-амперні характеристики (current-voltage characteristic) своєї продукції для різних режимів роботи. ВАХ дозволяють оперативно вибрати оптимальний режим роботи пристроїв, а також підібрати їм функціональну і параметричну заміну.

Візуально в режимі реального часу ВАХ можна спостерігати за допомогою осцилографа.

Крім застосування в електроніці та електротехніці, вольт-амперні характеристики (ВАХ) використовуються, наприклад, в електрофізіології для дослідження біоелектрічества. Біологічна мембрана розглядається як двухполюсник і з неї знімається ВАХ. Скрізь, де є електричний струм, в будь-якому середовищі, де можливе виникнення і зміна різниці потенціалів, можлива побудова вольт-амперної характеристики.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Постулати Бора