Линейные и нелинейные резисторы

Линейные и нелинейные резисторы:

Основной характеристикой резистора является зависимость напряжения U от тока I — вольтамперная характеристика.
Вольтамперная характеристика линейного резистора, сопротивление которого не зависит от тока, представляет собой прямую, проходящую через начало координат (прямая а на рис. 1.9).

Для нелинейного резистора вольтамперная характеристика отлична от прямой, например кривая б; такие резисторы характеризуются статическим и дифференциальным, а при быстрых изменениях тока динамическим сопротивлением или обратными им проводимостями.

Статическое сопротивление (рис. 1.10)

где а — угол наклона секущей в заданной точке характеристики, а дифференциальное, а также динамическое сопротивление

где Р — угол наклона касательной в этой точке; здесь k — масштабный коэффициент. Эти сопротивления являются функциями тока или напряжения.
Примерами нелинейных резисторов могут служить лампы на-каливания с нитью из вольфрама, имеющего положительный температурный коэффициент сопротивления (см. кривую б на рис. 1.9), и из угля, температурный коэффициент сопротивления которого отрицателен (см. кривую в на рис. 1.9).

Кривая г на рис. 1,9 является вольтамперной характеристикой бареттера — железной нити, помещенной в сосуд, заполненный водородом. В определенных пределах изменения напряжения (от U₁ до U₂) ток не изменяется, что используется для стабилизации тока в цепях. Электрическая
дуга имеет падающую вольтамперную характеристику (см. кривую б на рис. 1.10). Важно отметить, что для падающей характеристики дифференциальное сопротивление становится отрицательным, тогда как статическое сопротивление всегда положительно.

В рассмотренных случаях вольтамперная характеристика симметрична относительно начала координат, т. е. при перемене знака напряжения и тока вид зависимости U (I) сохраняется. Примером несимметричной вольтамперной характеристики может служить характеристика полупроводникового вентиля (кривая а на рис. 1.11), пропускающего при том же значении напряжения
в одном направлении большой, а в другом — малый ток. Несимметрична также характеристика двухэлектродной электронной лампы (кривая б на рис. 1.11), обратный ток которой равен нулю.

Нелинейными являются и источники энергии, имеющие нелинейную внешнюю характеристику, т. е. зависимость напряжения от тока, например кривую б на рис. 1.10. Так как напряжение источника

(где ξ — его э. д. с., a U_B — падение напряжения на внутреннем сопротивлении R_B), можно считать, что э. д. с. источника постоянна и равна напряжению при I = 0, а R_R — нелинейно. Вольтамперной характеристикой U_B (I) внутреннего сопротивления источника является, очевидно, та же кривая, но ординаты ее должны отсчитываться вниз от горизонтали ξ = const до внешней характеристики.