关于负电阻和负阻抗的一些探究

负阻和负阻抗的若干研究宋某摘要：负电阻和负阻抗是电气工程计算中常见的奇特电压-电流特性现象。本文在一定程度上研究了负电阻和负阻抗在实际生活中的产生、物理意义、电路的计算规则以及负电阻和负阻抗的应用。关键字：负电阻、负阻抗、戴维宁等效、负转换器引言我们在求戴维宁等效电路时遇到负电阻现象。1(图1)不难将Ab导出为正向，Voc=250V，Isc=-0.02A。根据公式，rth=VOC/isc=-12.5 k。表面上看是很奇怪的结果，阻力怎么变成负值？电阻小于0的电阻的物理意义是什么？负电阻的讨论首先给出了电阻的定义：2基本电阻的电阻是电阻两端的电压与通过电阻的电流之比。要解释负电阻，必须扩大电阻的定义。即，给出了差动电阻的定义。如果电阻遵循电压和电流变化，则差动电阻可定义为：差动电阻仍以欧姆为单位，但差动电阻与基本电阻不匹配。差动电阻值可能显示为负值，具体取决于仪器的特性，这称为负电阻。但是，默认电阻(即电压和电流的商)始终是正值。现在，我想对图1电路的达比宁等效电阻提出负值。可以认为这是电路的一般电阻和受控源共同作用的结果。详细计算表明图1中的两个常规电阻功率是正能量。独立电压源的功率也是肯定的，还会发生能源消耗。受控电流源和受控电压源功率为负，提供能量。在Ab的两端添加负载电阻时，ab端口功率为负，负载电阻为供电。所以我们可以通过这种方式理解负电阻和一般电阻的区别：一般电阻在电路中总是电气装置，消耗电能；负电阻不是单独的电路元件，而是个别元件到连接埠的综合功能，因此必须整体理解负电阻，不能单独存在。负电阻在很多方面与一般电阻相关联，因此不难确定负电阻的串行和并行关系是否遵循串行和并行定律，是否遵循欧姆定律。如果在电路端口的大卫宁等效电阻中出现负电阻，电路计算可能与常规电路不同，但要注意一些。1，电阻为-Rth的一般电阻载入相应的连接埠后，电路的电路方程式会出现未解决的情况。2、将电阻为-Rth的一般电阻加载到端口上，由于电路组件的抽象不当，负载功率无限增加，可见负电阻是理想的模型。除了受控源外，还有很多设备可以实现负电阻现象，最常见的是负转换器，在供电的理想电源的两端也表示负电阻的特性。有些二极管在某些电压间隔下也显示负电阻特性。负电阻广泛用于电路分析、电气技术、电子技术，如采用负差动电阻场效应晶体管的存储装置、采用负电阻的RTD温度传感器设计等。负阻抗的探讨如果出现负阻现象，我们当然会疑惑是否存在负阻。答案是肯定的。在前面的文章中，我提到了负转换器可以实现负电阻，负转换器可以实现负阻抗。负转换器详细说明如下。负转换器是双端口设备，在3中有两种类型的电流反向负转换器(图3)和电压反向负转换器。(图4)电流反向负转换器的电压-电流关系如下：i1=i2，u1=U2常识表明，流入电流和流出电流反向负转换器的电流向相反方向流动，输入电压与输出电压极性相同。也就是说，电流逆负转换器转换电流的方向，并保持电压的极性不变。同样，电压反向负转换器的电压-电流关系为i1=-i2，u1=U2如上所述，电压反向负转换器的特点是转换输入电压的极性，保持电流的方向不变。负转换器的内部结构是由一个运算放大器组成的电流反转型负阻抗转换器。电路包括：计算方式为输入侧U1的输入阻抗Zin=U1 /I1=U2 /I2=-Z1。也就是说，U2侧的负载阻抗Z1可以通过负阻抗转换器在U1侧等于负阻抗(-Z1)，在输入端的特性上，上述端口等于负阻抗元件。负阻抗不难验证是否同样满足串行法则和并行法则。如果电路计算中出现负阻抗，则可以使用一般阻抗进行计算。但是，请注意以下事项：如果将负阻抗设定为zth=-rth jxth (rth0)1，如果负载阻抗为ZL=Rth-jXth，则电路方程式无法解决。2、该端口的最大功率转换为无穷大，表明负阻抗是理想的型号。3、负载为纯电阻时，如果RL=| Zth |，则达到最大输出功率。与负电阻一样，负阻抗效应也使用得很广泛。最常见的用途是负阻抗增量器。感兴趣的学生