Lineaarsed ja mittelineaarsed takistustakistused

Kõik takistid jagunevad lineaarseteks ja mittelineaarseteks. Takistid, mille takistused ei sõltu (st ei muutu) voolava voolu väärtusest või rakendatud pingest, nimetatakse lineaarseteks. Sideseadmetes ja muudes elektroonikaseadmetes (raadiovastuvõtjad, transistorid, magnetofonid jne) kasutatakse laialdaselt väikeseid lineaartakisteid, näiteks MLT tüüpi (metallistatud, lakitud, kuumakindlad). Nende takistite takistus jääb muutumatuks, kui neile rakendatav pinge või neid läbivad voolud muutuvad ja seega on need takistid lineaarsed.

Takistid, mille takistus muutub sõltuvalt väärtusest, rakendatavast pingest või voolavast voolust, nimetatakse mittelineaarseteks. Seega on hõõglambi takistus voolu puudumisel 10-15 korda väiksem kui tavalise põlemise korral. TO mittelineaarsed elemendid sisaldab palju pooljuhtseadmeid.

Eksperimentaalselt tehti kindlaks, et lineaarsete takistuslike ahelate kaudu on hetkepinged ja voolud üksteisega võrdelised... See tähendab, et pinge muutumisel teatud arv kordi muutub voolutugevus ahelas sama palju kordi ja seega ka kuju. vooluringis voolav vool kordab sellele vooluringile rakendatud pinge kuju. Näiteks kui takistuslikule vooluringile rakendatakse kolmnurkpinget, on vool samuti kolmnurkne, ajakonstantne pinge põhjustab ajakonstantse voolu jne.

Seega järgib voolu kuju lineaarsetes takistuslikes ahelates selle voolu tekitanud pinge kuju.

Võib tekkida küsimusi: «Kas pole ilmselge, et voolul ja pingel on sama kuju? Kas see pole loomulik? Miks peaks see asjaolu olema konkreetselt ette nähtud?» Nendele küsimustele vastame kohe. Fakt on see, et vooluvorm kordab pingevormi ainult ühel konkreetsel juhul, nimelt lineaarsetes takistuslikes ahelates.

Muude elementidega ahelates, näiteks kondensaatoritega, erineb voolu kuju üldjuhul alati rakendatava pinge kujust, seetõttu on pinge ja voolu kujundite sobitamine pigem erand kui reegel.

Pidage meeles, et lineaarne takistusahel on erijuhtum, kus voolu ja pinge lainekujud on identsed ning sellise identiteedi olemasolu on suhteliselt haruldane ega ole üldse ilmne.

Lisaks tehti eksperimentaalselt kindlaks, et lineaarses takistusahelas on vool pöördvõrdeline takistusega, st kui takistus suureneb teatud arv kordi (konstantse pinge korral), väheneb vool sama palju kordi. .Hetkevoolude i, hetkepingete ja vooluahela takistuse R suhet väljendatakse valemiga

Seda suhet nimetatakse Ohmi seadus vooluringi lõigu kohta... Kuna suurimaid hetkväärtusi nimetatakse maksimumväärtusteks, võib Ohmi seadus võtta kuju

kus Im ja Um on vastavalt maksimaalsed voolu ja pinge väärtused; Ip ja üles — vool ja pinge.

Konkreetsel juhul ei pruugi pinged ja voolud aja jooksul muutuda (konstantse voolu režiim), siis muutuvad hetkepinge väärtused konstantseteks väärtusteks ja neid tähistatakse mitte ja (st väiketäht, nagu iga muutuja), a U (suurtäht, väärtuse väärtus), antud juhul on Ohmi seadus kirjutatud järgmiselt:

Seega tuleb üldiselt suvalise kujuga pingete ja seega voolude puhul kasutada Ohmi seadust väljendava valemi põhivormi:

või

Ajas püsivate pingete ja vooludega

või

Oluline reegel: hetkväärtuste Ohmi seadus kehtib ainult takistuslikes ahelates.

Resistiivsed elemendid on pöördumatud muudab elektrienergia soojuseks, kuid nad ei salvesta energiat, mistõttu neid nimetatakse energiamahukateks. Öeldust järeldub, et Ohmi hetkväärtuste seadus kehtib ainult vooluringides, mille elemente ei tarbita energiat.