¿Por qué los LED no obedecen la ley de Ohm?

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En una pregunta anterior, me dijeron que los LED no obedecen la ley de Ohm . (Consulte Calcular el voltaje esperado alrededor de una resistencia )

En pocas palabras: ¿cómo es eso?

¿Qué los hace comportarse de manera tan diferente? ¿Cómo debemos tratarlos en un circuito y cálculos?

¿Hay otros componentes con comportamiento similar?

led ohms-law Antoine_935
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El modelo de diodo no ideal tiene un término exponencial. Más importante aún, las leyes de Kirchoff están satisfechas, y esas siempre se aplican.
Matt Young
@MattYoung solo por claridad, el diodo ideal tiene un término exponencial, y el modelo de umbral es solo una simplificación muy aproximada
clabacchio
Intente aplicar un cierto voltaje variable al agua. Lo que encontrará es que la resistencia cambia con el voltaje. El aire tampoco obedece la Ley de Ohm: tienes voltajes gigantes que flotan en el aire. Pero casi no hay corriente hasta que el voltaje alcanza un cierto nivel. Lo que observas entonces es una chispa en forma de iluminación. La ley de Ohm se aplica solo a los materiales resistivos, por definición. Lo que no obedece la Ley de Ohm no es una resistencia.
Jonny B Good
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Acaba de descubrir el principio de los dispositivos lineales frente a los no lineales. Espere un comportamiento no lineal de todos los semiconductores.
gbarry

Respuestas:

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La ley de Ohm se aplica a la resistencia. Todos los aspectos resistivos de un dispositivo se comportarán de acuerdo con la ley de OHm.

Si invierte su pregunta, verá que todo lo que se comporta de acuerdo con la ley de Ohm debe ser una resistencia. Solo hay tanto que uno puede hacer con pura resistencia. Entonces, lógicamente, cualquier cosa que no se comporte de acuerdo con la ley de ohmios no es una resistencia. O cualquier cosa que no sea una resistencia no se comportará de acuerdo con la ley de ohmios.

Creo que eso se llama Tautología.

En el diseño de circuitos tenemos muchos dispositivos diferentes, todos con propiedades únicas para poder implementar diferentes cosas / funciones.

marcador de posición
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Creo que su respuesta debe destacarse más, ya que es la única correcta (en este momento estoy escribiendo esto). La ley de Ohm es empírica y originalmente se derivó de observar el comportamiento de cables de diferente longitud. El agua no obedece la Ley de Ohm, el aire no, solo los materiales conductores lo hacen, e incluso entonces no siempre.
Jonny B Bueno
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Si tuviera una caja negra y pasara una corriente a través de ella, luego midiera el voltaje a través de ella, podría calcular su resistencia en ese momento. No importa lo que hay en el cuadro negro.
Brad
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Exactamente, como dije: un diodo no tiene una "resistencia fija". Sin embargo, podría argumentar que tiene una resistencia conocida para una corriente dada. La pregunta era si obedece la ley de ohmios, y lo hace. Simplemente no tiene una resistencia constante.
Brad
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@Brad, no obedece la ley de Ohm, punto. Para la ley de Ohm, V e I son proporcionales , es decir, la relación es constante .
Alfred Centauri
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Estás describiendo el hecho de que la respuesta es no lineal , y estoy de acuerdo en que no lo es. Sin embargo, esa no era la pregunta. Según esta lógica, una "resistencia variable" también desobedecería la ley de ohmios. La ley de Ohms define la relación entre resistencia, corriente y voltaje como una ecuación: proporciones entre sí. Simplemente establece que un cambio en uno requerirá al menos un cambio en otro para seguir siendo válido. Insiste en que R debe mantenerse constante mientras que solo V y yo cambiamos por un dispositivo. Esto describiría un dispositivo que es lineal y puramente resistivo, pero no el único que se aplicaría.
Brad
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Lo hacen , simplemente no tienen una resistencia "fija". Si lo observa desde el punto de vista de tener una caída de voltaje directa fija (que es lo que hacen, dependiendo de la región de operación), mírelos más como si tuvieran un voltaje fijo a través de ellos. Por lo tanto, a medida que las diferentes corrientes los atraviesen, su voltaje permanecerá (relativamente) constante, pero la resistencia cambiará.

Esta es una respuesta simplista, pero creo que estás hablando a este nivel.

Puntilla
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Bueno, es un diodo , que es un semiconductor, lo que inherentemente significa que no tiene una conductancia fija , como un conductor normal. Las propiedades de este (y otros) semiconductores son complejas. Hacen cosas diferentes en diferentes regiones operativas . Su resistencia es más un artefacto de su operación en cualquier punto específico, en lugar de una cantidad fija. Vea "Características de voltaje-corriente" aquí: en.wikipedia.org/wiki/Diode
Brad
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Esta no es una buena respuesta. Si un elemento del circuito obedece la ley de Ohm, el voltaje es proporcional a la corriente, es decir, el voltaje a través es una función lineal de la corriente a través de un punto final. Además, esta respuesta combina la noción de resistencia, V / I y resistencia dinámica , dv / di. Ver, por ejemplo, youtube.com/watch?v=QF6V74D2hbY
Alfred Centauri el
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No estoy de acuerdo La Ley de Ohm no afirma que la resistencia no puede ser una función. Negar esto significa que, por ejemplo, un potenciómetro o reóstato no obedecen la Ley de Ohm, porque alguien puede girar la perilla.
Kaz
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@Kaz, la linealidad y la invariancia en el tiempo son claramente diferentes. Estás combinando los dos. Si fueran lo mismo, no necesitaríamos especificar por separado, por ejemplo, un sistema lineal invariante en el tiempo . Una resistencia variable es, en cualquier momento, una resistencia con resistencia constante con respecto al voltaje que la atraviesa o la corriente que la atraviesa.
Alfred Centauri
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@AlfredCentauri Pero también lo es un diodo, en cualquier momento. Es como un reóstato, excepto que el demonio dentro del diodo que gira la perilla está mirando el voltaje directo en lugar del tiempo.
Kaz
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En pocas palabras, porque no son resistencias sino uniones pn, y por eso su relación VI es exponencial.

No significa que no pueda calcular su corriente, solo que no es tan simple como para las resistencias. Por ejemplo, puede tratarlos con un modelo de umbral, con una caída de voltaje fija. Luego, la corriente se establecerá mediante resistencias externas o componentes activos.

Los LED son diodos, así que esa es la similitud obvia. Además, la unión base-emisor de un transistor bipolar es un diodo, y se comporta de manera similar. La única diferencia con los diodos es que su voltaje de umbral es mayor debido a los diferentes materiales y dopaje.

clabacchio
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Una bombilla, en el primer examen puede no parecer obedecer la ley de ohmios. Mida su resistencia con un multímetro y podría ser de 5 ohmios. Conéctelo a una fuente de alimentación capaz de iluminarlo y mida la corriente y el voltaje y su resistencia habrá aumentado considerablemente (tal vez 20 o 30 ohmios). Sigue siendo una resistencia, pero su resistencia cambia con la potencia que se le entrega.

Una resistencia dependiente de la luz es otro ejemplo: su resistencia cambia con la luz incidente; sigue siendo una resistencia y obedece la ley de ohmios, pero se necesita un poco más que un gráfico lineal de corriente de voltaje para resolver las cosas.

Andy alias
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