אָהמישער און נישט-אָהמישער קעגנשטעל: אַ טיפע דערקלערונג פון צוויי גרונטלעכע קאָנצעפּטן אין עלעקטראָפֿיזיק
Pengantar
עלעקטרישער קעגנשטאנד איז א יסודות'דיגער קאנצעפט אין עלעקטראפיזיק, שטודירט זינט די אנטדעקונג פון עלעקטרישן שטראם. פארשטיין קעגנשטאנד העלפט אונז דיזיינען און מאניפולירן א ברייטע קייט פון עלעקטראנישע דעווייסעס, פון פשוטע ווי גלייכבארבלעך ביז קאמפליצירטע ווי קאמפיוטערס און סמארטפאונס. די צוויי הויפט טיפן קעגנשטאנד וואס ווערן אפט דיסקוטירט זענען אהימישע און נישט-אהימישע קעגנשטאנד. דער ארטיקל וועט גאנץ ערקלערן די צוויי טיפן קעגנשטאנד, ווי זיי ארבעטן, זייערע אונטערשיידן, און ווי זיי ווערן אנגעווענדט אין דער רעאלער וועלט.
אָהמישער קעגנשטעל
גרונט־פּרינציפּן
אָהמישער קעגנשטעל פֿאָלגט אָהמס געזעץ, אַרטיקולירט דורך דזשאָרדזש סימאָן אָהם אין דעם 19טן יאָרהונדערט. אָהמס געזעץ זאָגט אַז די וואָולטאַזש (V) וואָס ווערט אָנגעווענדט צו אַ קאַנדאַקטאָר איז פּראָפּאָרציאָנעל צום עלעקטרישן קראַנט (I) וואָס גייט דורך אים, מיט קעגנשטעל (R) ווי די קאָנסטאַנט פון פּראָפּאָרציאָנאַליטעט. מאַטעמאַטיש, ווערט עס געשריבן ווי:
\[V = I \cdot R \]
דאָ, V איז די וואָולטאַזש אין וואָלטס, I איז דער קראַנט אין אַמפּער, און R איז די קעגנשטעל אין אָום.
כאַראַקטעריסטיש
אָהמישער קעגנשטעל ווערט כאַראַקטעריזירט דורך אַ לינעאַרער באַציִונג צווישן וואָלטאַזש און קראַנט. דאָס מיינט אַז דער גראַף צווישן וואָלטאַזש און קראַנט וועט זיין אַ גלייכע ליניע, מיט אַ גראַדיענט (שיפּוע) וואָס קאָרעספּאָנדירט צו דעם קעגנשטעל ווערט.
בייַשפּיל
1. מעטאַל דראָטן: רובֿ מעטאַלן, ווי קופּער און אַלומינום, ווייַזן אָהמיש נאַטור ביי געוויסע טעמפּעראַטורן און וואָולטאַזשן.
2. רעזיסטאָר: א קאָמפּאָנענט וואָס איז ספּעציעל דיזיינד צו האָבן אַ געוויסן רעזיסטענץ ווערט און בכלל ווייזט אָהמיש נאַטור.
אַפּפּליקאַטיאָנס
אָהמישער קעגנשטעל ווערט גענוצט אין פילע אַפּליקאַציעס, פֿון פּשוטע ביז קאָמפּליצירטע עלעקטרישע קרייזן. למשל, קעגנשטעלער ווערן גענוצט צו רעגולירן קראַנט אין עלעקטראָנישע קרייזן, גלייכגלאָבן ווייַזן כּמעט אָהמישן קעגנשטעל ביי נידעריקע שטראָמען, און מעטאַל דראָטן אין פילע עלעקטראָנישע דעוויסעס ווייַזן אָהמישן נאַטור.
נישט-אָהמישע קעגנשטעל
גרונט־פּרינציפּן
נישט-אָהמישער קעגנשטאנד גייט נישט נאך אָהמס געזעץ. אין נישט-אָהמישע קאָמפּאָנענטן איז די באַציִונג צווישן וואָולטאַזש און קראַנט נישט-לינעאַר און קען ווערן באַאיינפלוסט דורך פֿאַרשידענע פֿאַקטאָרן ווי מאַטעריאַל טיפּ, טעמפּעראַטור, און קראַנט אָדער וואָולטאַזש אינטענסיטעט.
כאַראַקטעריסטיש
דער וואָלטאַזש קעגן קראַנט גראַפיק פֿאַר נישט-אָהמישע מאַטעריאַלן איז נישט אַ גלייכע ליניע, נאָר קען זיין אַ קאָמפּלעקסע קורווע. די באַציִונג צווישן V און I קען באַשריבן ווערן דורך אַ מער קאָמפּלעקסע גלייכונג ווי פּשוט אָהמס געזעץ.
בייַשפּיל
1. דיאָד: אַ האַלב-קאָנדוקטאָר מיטל וואָס לאָזט שטראָם פליסן אין איין ריכטונג און נישט אין דער פאַרקערטער ריכטונג.
2. טראַנזיסטאָר: אַ האַלב-קאָנדוקטאָר מיטל געניצט צו פֿאַרשטאַרקן אָדער באַשטימען עלעקטראָנישע סיגנאַלן, מיט נישט-אָהמישע כאַראַקטעריסטיקס.
3. LED ליכטער: נאך א ביישפיל פון אן עלעקטראנישן אפאראט וואס ווייזט נישט-אhmische אויפפירונג ווייל דער שטראם איז נישט לינעאר פראפארציאנעל צום וואלטאזש.
4. האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַלן: אין מאַטעריאַלן ווי סיליקאָן אָדער דזשערמאַניאַם, ענדערט זיך דער קעגנשטאַנד באַדייטנד מיט ענדערונגען אין וואָולטאַזש און טעמפּעראַטור.
אַפּפּליקאַטיאָנס
נישט-אָהמישע דעווייסעס זענען עסענציעל פֿאַר מאָדערנער טעכנאָלאָגיע. האַלב-קאָנדוקטאָר קאָמפּאָנענטן ווי דיאָדעס און טראַנזיסטאָרן פֿאָרמען די באַזע פֿון כּמעט אַלע עלעקטראָנישע דעווייסעס הייַנט, אַרייַנגערעכנט קאָמפּיוטערס, סעלפֿאָנען און אַנדערע קאָמוניקאַציע דעווייסעס. דיאָדעס ווערן גענוצט אין AC-צו-DC קאָנווערסיע, קרייז שוץ און סיגנאַל רעפֿלעקציע. טראַנזיסטאָרן ווערן גענוצט אין דיגיטאַלע לאָגיק דעווייסעס, סיגנאַל אַמפּליפֿיערס און נאָך פֿיל מער.
אונטערשייד אנאליז
1. באַציִונג צווישן וואָולטאַזש און קראַנט
– אָהמיש: לינעאַר
– נישט-אָהמיש: נישט-לינעאַר
2. נאכפאלגן אהם'ס געזעץ
– אָהמיק: יאָ
– נישט-אָהמיש: ניין
3. אַלגעמיינע ביישפילן
– אָהמיש: רעזיסטאָר, מעטאַל דראָט
– נישט-אָהמיש: דיאָדעס, טראַנזיסטאָרן, האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַלן
4. V קעגן I גראַף
– אָהמיש: גלייכע ליניע
– נישט-אָהמיש: קורווע
פאַקטאָרן וואָס האָבן אַן השפּעה אויף באַריערן
– טעמפּעראַטור: דער קעגנשטאַנד פֿון מעטאַלן וואַקסט מיט דער וואַקסטנדיקער טעמפּעראַטור, בשעת דער קעגנשטאַנד פֿון האַלב-קאָנדוקטאָרן פֿאַרקלענערט זיך געוויינטלעך מיט דער וואַקסטנדיקער טעמפּעראַטור.
– מאַטעריאַל: דער מאַטעריאַל וואָס ווערט גענוצט האָט אַן השפּעה צי דער מאַטעריאַל איז אָהמיש אָדער נישט-אָהמיש.
– וואָולטאַזש: אין נישט-אָהמישע מאַטעריאַלן, ענדערונגען אין וואָולטאַזש פאַראורזאַכן אָפט באַדייטנדיקע ענדערונגען אין קראַנט אויף אַ נישט-לינעאַרן שטייגער.
– קראַנט: אין עטלעכע נישט-אָהמישע מאַטעריאַלן, קען אַ באַדייטנדיקע פאַרגרעסערונג אין קראַנט פאַראורזאַכן אַ ענדערונג אין דעם קעגנשטעל פון דעם מאַטעריאַל.
קעסימפּולאַן
פֿאַרשטיין דעם חילוק צווישן אָהמישן און נישט-אָהמישן קעגנשטעל איז דער שליסל צו פּלאַנירן און אימפּלעמענטירן עפֿעקטיווע און פֿאַרלעסלעכע עלעקטרישע און עלעקטראָנישע קרייזן. אָהמישן קעגנשטעל, מיט זײַן לינעאַרער נאַטור, אָפֿערט אַ מער גלייכע און פּשוטע פֿאַרשטענדעניש וואָס איז זייער נוצלעך אין פֿיל גרונטלעכע אַפּליקאַציעס. פֿון דער אַנדערער זײַט, נישט-אָהמישן קעגנשטעל, מיט זײַן נישט-לינעאַרער און קאָמפּלעקסער נאַטור, אָפֿערט גרעסערע פֿלעקסיבילאַטי און נוצלעכקייט אין מאָדערנע טעכנאָלאָגיעס וואָס דאַרפֿן מער פּינקטלעכע און דינאַמישע קאָנטראָל פֿון קראַנט פֿלוס.
אין אַ וועלט וואָס איז מער און מער אָפּהענגיק אויף טעכנאָלאָגיע, איז אַ גוט פֿאַרשטאַנד פֿון די צוויי טיפּן קעגנשטאַנד נישט נאָר אַ פֿאָרטייל, נאָר אַ נויטווענדיקייט פֿאַר אינזשענירן, וויסנשאַפֿטלער און טעכניקער וואָס אַרבעטן צו אינאָווירן און פֿאַרבעסערן פֿאַרשידענע טעכנאָלאָגישע פֿעלדער. מיט דעם וויסן קענען מיר בעסער פֿאָרויסזאָגן, קאָנטראָלירן און לעצטנס נוצן עלעקטרישע שטראָמען צו שאַפֿן אַ מער עפֿעקטיווע און טעכנאָלאָגיש פֿאָרגעשריטענע וועלט.
