17. Понятие о нелинейных сопротивлениях

С опротивления, значения которых не зависят от силы тока, при­ложенного напряжения или от их направления, называются линей­ными. Электрические цепи, в которые включены такие сопротивления, называют линейными цепями. Для линейного сопротивления завиеимость силы тока I от напряжения U (рис. 36) представляет собой прямую ли­нию 1. Зависимость I от U называется вольт-амперной характеристикой. Однако в электротехнике широко применяют и такие устройства, сопротивление которых резко изменяется в зависимости от силы или направления проходящего через них тока, либо приложенного напряжения. Подобные сопротивления имеют вольт-амперную характеристику, отличающуюся от прямой (кривая 2 на рис. 36), и называ­ются поэтому нелинейными сопротивле­ниями. Простейшим нелинейным сопротивлением является электри­ческая лампа накаливания. При протекании тока по металлической нити лампа нагревается и сопротивление ее возрастает. Следователь­но, при увеличении приложенного к лампе напряжения сила тока будет возрастать не прямо пропорционально напряжению, а в не­сколько меньшей степени.

В принципе большинство электрических устройств может быть представлено в виде нелинейного сопротивления, так как при изме­нении силы тока меняется температура данного устройства, а следо­вательно, и его сопротивление. Однако у многих из них вольт-амперные характеристики в рабочем диапазоне изменений напряжения и тока мало отличаются от прямой, поэтому приближенно можно их считать линейными сопротивлениями.

К сопротивлениям с нелинейной вольт-амперной характеристикой относятся: электрические лампы накаливания, термисторы (полупро­водниковые резисторы, сопротивление которых сильно изменяется при изменении температуры), полупроводниковые диоды, тиристоры и транзисторы, электронные лампы и пр. Нелинейные сопротивления широко используют в электротехнике для автоматического регулиро­вания силы тока и напряжения в электрических цепях, электрических измерений, выпрямления тока и пр.

Вопросы для самоподготовки

1. Что такое атом и каково его строение?

2. Как взаимодействуют одноименные и разноименные электрические заряды?

3. Что такое электрическое поле?

4. Как определяется напряженность поля?

5. Что такое диэлектрическая проницаемость?

6. Что такое электрический потенциал?

7. Что такое электрическое напряжение и в каких единицах оно измеряется?

8. Что называется электрическим током?

9. Что такое электродвижущая сила (э.д.с.) и в каких единицах она измеряется?

10. Каковы скорость и направление прохождения электрического тока в проводнике?

11. Что называется электрическим сопротивлением и в каких единицах оно измеряется?

12. Что называется удельным электрическим сопротивлением?

13. Как определить сопротивление проводника?

14. Что называется электрической проводимостью?

15. Что такое диэлектрики (изоляторы)?

16. Что такое пробой диэлектрика и пробивная напряженность?

17. Какие вещества называются полупроводниками?

18. Где находят применение полупроводники?

19. На чем основаны свойства полупроводников?

20. Как образуется электрическая цепь и из каких частей она состоит?

21. Сформулируйте закон Ома для электрической цепи и отдельного ее участка?

22. Что такое падение напряжения и как оно определяется?

23. Для чего применяются сопротивления и реостаты и из чего они изготовляются?

24. Какое существует соотношение между э.д.с. источника тока и напряжением на его зажимах?

25. Как подсчитывается падение напряжения в проводах?

26. Сформулируйте первый и второй законы Кирхгофа.

27. Как определить общее сопротивление при последовательном, параллельном и смешанном соединениях сопротивлений?

28. Как определить общую э.д.с. при последовательном, параллельном и смешанном соединениях источников тока?

29. Какие источники тока можно соединять параллельно?

30. Какие преимущества параллельного соединения потребителей по сравнению с последовательным?

31. Чему равна электрическая энергия, расходуемая каким-либо потребителем, в чем она измеряется?

32. Что такое электрическая мощность и в чем она измеряется?

33. Что такое коэффициент полезного действия (к.п.д.)?

34. В каких случаях вредно превращение электрической энергии в тепловую?

35. Что такое переходное сопротивление и какие меры применяют для его уменьшения?