Сопротивление

Мкость

Сопротивление

Пассивные элементы электрических цепей

План лекции:

Сопротивлением называют такой идеализированный элемент электрической цепи, в котором происходит только необратимое преобразование электромагнитной энергии в тепловую или другие виды энергии. Накопление энергии в электрическом или магнитном полях сопротивления отсутствует или пренебрежимо мало.

Сопротивление графически обозначают в виде прямоугольника (рекомендуемое соотношение сторон 4:10) и символами в виде букв или (рис. 2.1). Сопротивления в электрических схемах, как правило, имеют порядковые номера, обозначаемые цифрами рядом с буквами (и т.п.).

Рис. 2.1. Условное графическое изображение сопротивления

По свойствам к сопротивлениям близки такие реальные устройства как резисторы (плёночные, проволочные и др.), реостаты, потенциометры, лампы накаливания, электродвигатели и др.

Основное уравнение, связывающее ток через сопротивление и напряжение между двумя его выводами, определяется законом Ома

Коэффициент пропорциональности в первом уравнении выражений (2.1) называют электрическим сопротивлением, а обратную к нему величину G – проводимостью электрической цепи соответственно:

Сопротивление измеряют в Омах: [Ом] = [В] / [А], а проводимость – в Сименсах: [См] = 1 / [Ом] = [А] / [В].

Зависимость носит название вольтамперной характеристики эле­мента или устройства. На рис. 2.2 приведены некоторые типичные вольт-амперные характеристики сопротивлений.

Сопротивление, оказываемое резистором постоянному току, называют статическим:

Оно может быть линейным (рис. 2.2 г)

и нелинейным (рис. 2.2 д, е)

При одновременном воздействии постоянного и малого переменного напряжений вводят понятие дифференциального сопротивления – сопротивления протеканию тока от переменной состав­ляющей:

Для линейных элементов дифференциальное сопротивление равно статическому (рис. 2.2 ж), для нелинейных оно нелинейно и отличается от статического (рис. 2.2 з и 2.2 и).

Дифференциальное сопротивление может быть как положительным, так и отрицательным. Отрицательное сопротивление имеет место на спаде вольтамперной характеристики нелинейного элемента, например, как у диода Ганна (рис. 2.3).

Рис. 2.2. Вольт-амперные характеристики линейного (а) и нелинейных (б, в) элементов и соответствующие им статические (г, д, е) и дифференциальные (ж, з, и) сопротивления

Сопротивление, оказываемое переменному току, называют динамическим:

Для линейных элементов динамическое сопротивление от времени не зависит, т.е. (рис. 2.4 а), для нелинейных (рис. 2.4 б) – зависит: .