7.2.6. Специальные резисторы.

К категории специальных резисторов относят резисторы, сопротивление которых зависит от внешних факторов: температуры, освещённости, магнитного поля и т.д.

Варисторы — полупроводниковые резисторы, сопротивление которых нелинейно зависит от приложенного к ним напряжения. Варисторы изготавливают путём спекания кристаллов карбида кремния и связующих веществ. В готовой структуре варистора между кристаллами кремния существуют мельчайшие зазоры. При приложении к варистору напряжения происходит перекрытие этих зазоров, в результате чего сопротивление варистора уменьшается. Типичный вид вольт-амперной характеристики показан на рис.7.2.

Рис. 7.2. Вольт-амперная характеристика варистора.

Поскольку сопротивление варисторов нелинейно зависит от приложенного напряжения, то они находят применение в качестве регулирующих элементов в устройствах автоматики. В обозначении варисторов содержатся буквы СН (сопротивление нелинейное).

Терморезисторы это полупроводниковые резисторы, сопротивление которых меняются значительно и нелинейно в зависимости от температуры (рис.7.3).

Рис.7.3. Зависимость R(T) терморезистора.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) также нелинейна (рис.7.4). При малых токах ВАХ практически линейна (участок 0М), поскольку мощность, выделяемая в терморезисторе, недостаточна для того, чтобы заметно нагреть его. При больших токах сопротивление резистора уменьшается, что сопровождается уменьшением напряжения на нём. Термисторы имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления α_R и при нагревании их сопротивление уменьшается.

Рис.7.4. Вольт-амперная характеристика терморезистора.

Позисторы — это термисторы, имеющие в сравнительно узком интервале температур положительный температурный коэффициент сопротивления α_R. При нагревании величина сопротивления позистора возрастает в тысячи раз.

Фоторезисторы — это полупроводниковые резисторы, сопротивление которых меняется под действием оптического излучения. При взаимодействии электромагнитного излучения с веществом фоторезистора энергия фотонов передаётся электронам вещества, и часть из них переходит из валентной зоны в зону проводимости, обуславливая увеличение количества носителей зарядов в зоне проводимости и появление фотопроводимости.

Магниторезисторы — это полупроводниковые резисторы, сопртивление которых меняется под действием магнитного поля.

7.3. Конденсаторы.

7.3.1. Свойства конденсаторов.

Конденсатор ― элемент электрической цепи, характеризуемый ёмкостным сопротивлением и способный накапливать энергию между электродами в электрическом поле. Величина этой энергии определяется ёмкостью конденсатора.

Простейший плоский конденсатор представляет собой две металлические пластины, разделённые слоем диэлектрика (рис.7.5). При приложении к пластинам напряжения на них образуются наведённые заряды – Q и и + Q, а между пластинами электрическое поле напряжённостью ,

где d ― расстояние между обкладками.

Рис.7.5. Простейший плоский конденсатор: 1 — металлические плстины; 2 — диэлектрик.

При изменении величины приложенного напряжения U пропорционально меняются и заряды Q на электродах. Коэффициент пропорциональности между ними называется электрической ёмкостью конденсатора , которая измеряется в фарадах.

1Ф = 10⁶ мкФ = 10¹² пФ.

Ёмкость характеризует способность конденсатора накапливать электрический заряд и для простейшего плоского конденсатора равна , где ε_а ― абсолютная диэлектрическая проницаемость; S ― площадь пластины.

Энергия конденсатора пропорциональна его ёмкости и приложенному напряжению .

Для сравнения качества конденсаторов используются удельные характеристики.