Lineárne a nelineárne odporové odpory

Všetko odpory sa delia na lineárne a nelineárne. Odpory, ktorých odpory nezávisia (t.j. nemenia sa) od hodnoty pretekajúceho prúdu alebo aplikovaného napätia, sa nazývajú lineárne. V komunikačných zariadeniach a iných elektronických zariadeniach (rádiové prijímače, tranzistory, magnetofóny atď.) sú široko používané malé lineárne odpory, napríklad typ MLT (metalizované, lakované, odolné voči teplu). Odpor týchto rezistorov zostáva nezmenený, keď sa na ne aplikované napätie alebo prúdy pretekajúce cez ne menia, a preto sú tieto odpory lineárne.

Rezistory, ktorých odpor sa mení v závislosti od hodnoty, použitého napätia alebo pretekajúceho prúdu, sa nazývajú nelineárne. Odolnosť žiarovky pri absencii prúdu je teda 10-15 krát menšia ako pri bežnom spaľovaní. TO nelineárne prvky zahŕňajú mnoho polovodičových zariadení.

Experimentálne sa zistilo, že prostredníctvom lineárnych odporových obvodov sú okamžité napätia a prúdy navzájom úmerné... To znamená, že keď sa napätie zmení určitý počet krát, prúd v obvode sa zmení rovnako veľakrát, a preto aj tvar prúdu tečúceho v obvode opakuje tvar napätia aplikovaného na tento obvod. Napríklad, ak sa na odporový obvod aplikuje napätie delta, prúd bude tiež delta, časovo konštantné napätie spôsobí časovo konštantný prúd atď.

V lineárnych odporových obvodoch teda tvar prúdu sleduje tvar napätia, ktoré spôsobilo tento prúd.

Môžu vzniknúť otázky: «Nie je zrejmé, že prúd a napätie majú rovnaký tvar? Nie je to prirodzené? Prečo by mala byť táto okolnosť osobitne stanovená?» Na tieto otázky vám hneď odpovieme. Faktom je, že prúdová forma opakuje formu napätia iba v jednom konkrétnom prípade, a to v lineárnych odporových obvodoch.

V obvodoch s inými prvkami, napríklad s kondenzátormi, sa tvar prúdu vo všeobecnom prípade vždy líši od tvaru použitého napätia, preto je prispôsobenie tvarov napätia a prúdu skôr výnimkou ako pravidlom.

Pamätajte, že lineárny odporový obvod je špeciálny prípad, keď sú priebehy prúdu a napätia identické a prítomnosť takejto identity je relatívne zriedkavá a nie je vôbec zrejmá.

Okrem toho sa experimentálne zistilo, že v lineárnom odporovom obvode je prúd nepriamo úmerný odporu, to znamená, že keď sa odpor zvyšuje určitý počet krát (pri konštantnom napätí), prúd klesá rovnakým počtom krát. .Vzťah medzi okamžitými prúdmi i, okamžitými napätiami a odporom obvodu R je vyjadrený vzorcom

Tento pomer sa nazýva Ohmov zákon pre časť obvodu... Keďže najväčšie okamžité hodnoty sa nazývajú maximum, Ohmov zákon môže mať formu

kde Im a Um sú maximálne hodnoty prúdu a napätia; Ip a Up — prúd a napätie.

V konkrétnom prípade sa napätia a prúdy nemusia v priebehu času meniť (režim konštantného prúdu), potom sa hodnoty okamžitých napätí stanú konštantnými hodnotami a označujú sa nie a (tj malým písmenom, ako každá premenná), a U (veľké písmeno, hodnota hodnoty), v tomto konkrétnom prípade je Ohmov zákon napísaný takto:

Vo všeobecnom prípade sa teda pre napätia a teda prúdy ľubovoľného tvaru musí použiť základná forma vzorca vyjadrujúceho Ohmov zákon:

alebo

S časovo konštantnými napätiami a prúdmi

alebo

Dôležité pravidlo: Ohmov zákon pre okamžité hodnoty platí len v odporových obvodoch.

Odporové prvky nevratné premieňa elektrickú energiu na teplo, ale neukladajú žiadnu energiu, preto sa nazývajú neenergeticky náročné. Z toho, čo bolo povedané, vyplýva, že Ohmov zákon pre okamžité hodnoty platí iba v obvodoch s prvkami, ktoré nespotrebúvajú energiu.