Лінійні і нелінійні резистивні опору

Всі резистори діляться на лінійні і нелінійні. Лінійними називаються резистори, опору яких не залежать (т. Е. Не змінюються) від значення струму, що протікає або прикладеної напруги. В апаратурі зв'язку та інших електронних пристроях (радіоприймачах, транзисторах, магнітофонах і т. П.) Широко використовуються малогабаритні лінійні резистори, наприклад типу МЛТ (металізовані, лаковані, термостійкі). Опір цих резисторів залишається незмінним при зміні доданих до них напружень або протікають через них струмів і тому дані резистори є лінійними.

Нелінійними називаються резистори, опір яких змінюється в залежності від значення, прикладеної напруги або струму, що протікає. Так, опір освітлювальної лампи розжарювання при відсутності струму в 10-15 разів менше, ніж при нормальному горінні. До нелінійним елементам ставляться багато напівпровідникові прилади.

Експериментально було встановлено, що в лінійних резистивних ланцюгах миттєві напруги і струми пропорційні один одному. Це означає, що при зміні напруги в деяке число раз струм в ланцюзі змінюється в таке ж число раз і, отже, форма струму, що протікає в ланцюзі, повторює форму напруги, прикладеного до цього ланцюга. Наприклад, якщо до резистивної ланцюга прикладена напруга трикутної форми, то струм буде також трикутної форми, постійне в часі напругу викликає постійний в часі струм і т. Д.

Таким чином, в лінійних резистивних ланцюгах форма струму повторює форму напруги, що викликав цей струм.

Можуть виникнути питання: "А хіба не очевидно, що струм і напруга мають одну і ту ж форму? Хіба таке саме собою не зрозуміло? Чому ця обставина слід домовлятися особливо?". Відповімо відразу на ці питання. Справа в тому, що форма струму повторює форму напруги тільки в одному окремому випадку, саме в лінійних резистивних ланцюгах.

У ланцюгах з іншими елементами, наприклад з конденсаторами, форма струму, в загальному випадку, завжди відрізняється від форми прикладеного напруги, тому збіг форм напруги і струму - швидше виняток, ніж правило.

Слід запам'ятати, що лінійна резистивная ланцюг - це окремий випадок, при якому форми струму і напруги ідентичні і наявність такої ідентичності виявляється порівняно рідко і зовсім не є само собою зрозумілою.

Крім того, експериментально було встановлено, що в лінійній резистивной ланцюга струм обернено пропорційний опору, т. Е. При збільшенні опору в деяке число раз (при постійній напрузі) струм зменшується в таке ж число раз. Зв'язок між миттєвими струмами i, миттєвими напруженнями і і опором ланцюга R виражається формулою

Дане співвідношення називається законом Ома для ділянки кола. Оскільки найбільші миттєві значення називаються максимальними, закон Ома може мати вигляд

де Im і Um - максимальні значення струму і напруги відповідно; Ip і Up - розмах струму і напруги.

В окремому випадку напруги і струми можуть не змінюватися в часі (режим постійного струму), тоді миттєві значення напруги стають величинами постійними і їх позначають не та (т. Е. Малій буквою, як будь-яку змінну величину), a U (велика буква, величина постійна), в цьому окремому випадку закон Ома записується так:

Таким чином, в загальному випадку при напружених, а отже і токах, довільної форми слід використовувати основний вид формули, що виражає закон Ома:

При напрузі і токах, незмінних в часі

Важливе правило: закон Ома для миттєвих значень справедливий тільки в резистивних ланцюгах.

Резистивні елементи необоротно перетворюють електричну енергію в теплову. але не накопичують якусь енергію, тому їх називають неенергоємних. Зі сказаного випливає, що закон Ома для миттєвих значень справедливий тільки в ланцюгах з неенергоємних елементами.