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非線性電阻

鎖定
非線性電阻是指其特性可以用電流i~電壓u平面內的曲線表示的器件。一般來説,i~u特性曲線是一條非線性曲線的電子器件都是非線性電阻。按此定義,忽略了電抗特性效應後的半導體二極管、晶體管、場效應管等器件都是非線性電阻。
中文名
非線性電阻
外文名
Nonlinear Resistance
領    域
電子電路
特    點
電阻值非恆定

目錄

非線性電阻簡介

伏安特性曲線是曲線的原件叫非線性原件,導電時不遵從歐姆定律。非線性是指電阻在某些條件下,阻值會發生急劇的變化,比如電視機的消磁電阻,在電視機正常工作時,它的阻值是無窮大的,然而在電視機剛剛接通電源的一剎那,電視機的消磁電阻是很小的,這樣電流就可通過消磁線圈對顯像管消磁,消磁完畢後,消磁電阻又變的很大,保證了用電的安全可靠。所以不是非固定電阻就是非線性電阻。 [1] 

非線性電阻分類

若非線性電阻的特性曲線關於原點對稱,如圖1(b)所示,表明改變電阻兩端所加電壓的極性不會影響它的特性曲線,這類電阻稱為雙向型電阻;否則為單向型電阻。半導體二極管的特性曲線關於原點不對稱,因此稱二極管為單向型電阻。若非線性電阻的特性曲線是單調曲線,所描述的電阻則為單調電阻,如圖1(a)、(b)所示。如果特性曲線不具有單調性,但電壓總是電流的單值函數,則稱這類電阻為流控電阻;若電流總是電壓的單值函數,則稱為壓控電阻。顯然,單調電阻既是流控電阻也是壓控電阻。圖1(c)、(d)所表示的電阻則分別為壓控電阻和流控電阻。 [2] 
圖1 非線性電阻元件 圖1 非線性電阻元件 [2]
電路在直流電源作用下的解稱為靜態工作點。靜態工作點處非線性電阻的電壓與電流之比定義為靜態電阻,仍用R表示,即R=U0/I0。顯然,靜態電阻的大小與工作點的位置有關。例如圖中所示非線性電阻,工作點Q’處靜態電阻大於工作點Q”處的靜態電阻。
圖2 非線性電阻的工作點及靜、 動態電阻 圖2 非線性電阻的工作點及靜、 動態電阻 [2]
非線性電阻在某一工作點處電壓增量△u與電流增量△I之比的極限,稱為該工作點處的動態電阻,某工作點的動態電阻實際上就是特性曲線上該工作點的斜率。動態電阻的大小與工作點的位置有關。例如,圖2中工作點Q’處的動態電阻R’d為正,工作點Q”處的動態電阻R”d為負。 [2] 

非線性電阻線性電阻

線性導體又叫做線性元件,是指I~U曲線為直線的元件,即所謂線性。I~U曲線為直線意味着電阻R不隨電壓U變化,即電阻恆值。所以只要電阻變的都是非線性元件。
事實上不光是純金屬,半導體,乃至一般的導體,它們的電阻都會隨電壓U變化,所以都是非線性元件。只不過在一般情況下,導體電阻在我們所考慮的問題中變化不大時,大家習慣上把它當作線性元件來處理,即近似看作電阻為恆值,並且在很多情況下這樣的近似是非常好用又非常合理的。
按照上述的原因,金屬導體的電流跟電壓成正比,伏安特性曲線是通過座標原點的直線,電壓與電流的比值叫做電阻,電阻是線性元件。電容和電感雖然不滿足歐姆定律,但其輸入量與輸出量有線性關係:對於電容滿足q=Cu,對於電感則有ψ=Li,這兩條是電容和電感最根本的定義,電容和電感也是線性元件。 [3] 
按照上述的原因,金屬導體的電流跟電壓成正比,伏安特性曲線是通過座標原點的直線,電壓與電流的比值叫做電阻,電阻是線性元件。電容和電感雖然不滿足歐姆定律,但其輸入量與輸出量有線性關係:對於電容滿足q=Cu,對於電感則有ψ=Li,這兩條是電容和電感最根本的定義,電容和電感也是線性元件。 [3] 
參考資料
  • 1.    楊金法 彭虎.非線性電子線路.北京:電子工業出版社,2003年:1
  • 2.    孫桂瑛,高等工科院校電路課程系列教材 電路理論基礎(本科教材),哈爾濱工業大學出版社,1999年08月第1版,
  • 3.    吳錫龍編. 電路分析導論 基本分析方法 下. 北京:高等教育出版社, 1987.05.