Rezystancje liniowe i nieliniowe

Wszystko rezystory dzielą się na liniowe i nieliniowe. Rezystory, których rezystancje nie zależą (tj. nie zmieniają się) od wartości przepływającego prądu lub przyłożonego napięcia, nazywane są liniowymi. W sprzęcie komunikacyjnym i innych urządzeniach elektronicznych (odbiorniki radiowe, tranzystory, magnetofony itp.) szeroko stosowane są małe rezystory liniowe, np. typu MLT (metalizowane, lakierowane, żaroodporne). Rezystancja tych rezystorów pozostaje niezmieniona, gdy zmieniają się przyłożone do nich napięcia lub przepływające przez nie prądy, a zatem te rezystory są liniowe.

Rezystory, których rezystancja zmienia się w zależności od wartości, przyłożonego napięcia lub przepływającego prądu, nazywane są nieliniowymi. Tak więc rezystancja żarówki przy braku prądu jest 10-15 razy mniejsza niż przy normalnym spalaniu. DO elementy nieliniowe obejmują wiele urządzeń półprzewodnikowych.

Ustalono eksperymentalnie, że w liniowych obwodach rezystancyjnych chwilowe napięcia i prądy są do siebie proporcjonalne... Oznacza to, że gdy napięcie zmienia się określoną liczbę razy, prąd w obwodzie zmienia się tyle samo razy, a zatem kształt prądu płynącego w obwodzie powtarza kształt napięcia przyłożonego do tego obwodu. Na przykład, jeśli napięcie delta zostanie przyłożone do obwodu rezystancyjnego, prąd będzie również delta, napięcie stałe w czasie spowoduje prąd stały w czasie i tak dalej.

Zatem w liniowych obwodach rezystancyjnych kształt prądu odpowiada kształtowi napięcia, które spowodowało ten prąd.

Mogą pojawić się pytania: „Czy to nie oczywiste, że prąd i napięcie mają tę samą postać? Czy to nie jest naturalne? Dlaczego ta okoliczność ma być specjalnie przewidziana?» Odpowiemy na te pytania od razu. Faktem jest, że forma prądu powtarza formę napięcia tylko w jednym szczególnym przypadku, a mianowicie w liniowych obwodach rezystancyjnych.

W obwodach z innymi elementami, np. z kondensatorami, kształt prądu w ogólnym przypadku zawsze różni się od kształtu przyłożonego napięcia, dlatego dopasowanie kształtów napięcia i prądu jest raczej wyjątkiem niż regułą.

Pamiętaj, że liniowy obwód rezystancyjny jest szczególnym przypadkiem, w którym przebiegi prądu i napięcia są identyczne, a występowanie takiej identyczności jest stosunkowo rzadkie i wcale nie oczywiste.

Ponadto ustalono eksperymentalnie, że w liniowym obwodzie rezystancyjnym prąd jest odwrotnie proporcjonalny do rezystancji, to znaczy, gdy rezystancja wzrasta określoną liczbę razy (przy stałym napięciu), prąd zmniejsza się o tę samą liczbę razy .Zależność między chwilowymi prądami i, chwilowymi napięciami i rezystancją obwodu R wyraża się wzorem

Ten stosunek nazywa się Prawo Ohma dla odcinka obwodu... Ponieważ największe wartości chwilowe nazywane są maksymalnymi, prawo Ohma może przybrać formę

gdzie Im i Um to odpowiednio maksymalne wartości prądu i napięcia; Ip i Up — prąd i napięcie.

W konkretnym przypadku napięcia i prądy mogą nie zmieniać się w czasie (reżim prądu stałego), wtedy wartości chwilowych napięć stają się wartościami stałymi i są oznaczane nie i (tj. Mała litera, jak każda zmienna), a U (wielka litera, wartość wartości), w tym konkretnym przypadku prawo Ohma jest zapisane w następujący sposób:

Tak więc w ogólnym przypadku dla napięć, a więc prądów o dowolnym kształcie, należy zastosować podstawową postać wzoru wyrażającego prawo Ohma:

Lub

Ze stałymi w czasie napięciami i prądami

Lub

Ważna zasada: Prawo Ohma dla wartości chwilowych obowiązuje tylko w obwodach rezystancyjnych.

Elementy rezystancyjne nieodwracalne zamienia energię elektryczną na ciepło, ale nie magazynują energii, dlatego nazywane są nieenergochłonnymi. Z tego co zostało powiedziane wynika, że ​​prawo Ohma dla wartości chwilowych obowiązuje tylko w obwodach z elementami nie zużywającymi energii.