Điện trở tuyến tính và phi tuyến tính
Mọi thứ điện trở được chia thành tuyến tính và phi tuyến tính. Các điện trở có điện trở không phụ thuộc (tức là không thay đổi) vào giá trị của dòng điện chạy qua hoặc điện áp đặt vào được gọi là tuyến tính. Trong thiết bị liên lạc và các thiết bị điện tử khác (máy thu thanh, bóng bán dẫn, máy ghi âm, v.v.), điện trở tuyến tính nhỏ được sử dụng rộng rãi, ví dụ như loại MLT (kim loại hóa, sơn mài, chịu nhiệt). Điện trở của các điện trở này không thay đổi khi điện áp đặt vào chúng hoặc dòng điện chạy qua chúng thay đổi và do đó các điện trở này là tuyến tính.
Các điện trở có điện trở thay đổi tùy thuộc vào giá trị, điện áp đặt vào hoặc dòng điện chạy qua được gọi là phi tuyến tính. Do đó, điện trở của đèn sợi đốt khi không có dòng điện nhỏ hơn 10-15 lần so với khi đốt bình thường. ĐẾN yếu tố phi tuyến tính bao gồm nhiều thiết bị bán dẫn.
Do đó, trong các mạch điện trở tuyến tính, hình dạng của dòng điện tuân theo hình dạng của điện áp gây ra dòng điện đó.
Các câu hỏi có thể nảy sinh: «Không phải rõ ràng là dòng điện và điện áp có cùng dạng sao? Đó không phải là tự nhiên sao? Tại sao trường hợp này nên được cung cấp cụ thể cho?» Chúng tôi sẽ trả lời những câu hỏi này ngay sau đây. Thực tế là dạng dòng điện chỉ lặp lại dạng điện áp trong một trường hợp cụ thể, cụ thể là trong các mạch điện trở tuyến tính.
Trong các mạch có các phần tử khác, ví dụ như tụ điện, dạng dòng điện trong trường hợp chung luôn khác với dạng của điện áp đặt vào, do đó, sự phù hợp giữa dạng điện áp và dòng điện là ngoại lệ chứ không phải là quy tắc.
Hãy nhớ rằng mạch điện trở tuyến tính là trường hợp đặc biệt khi dạng sóng dòng điện và điện áp giống hệt nhau và sự hiện diện của sự đồng nhất như vậy là tương đối hiếm và hoàn toàn không rõ ràng.
Ngoài ra, người ta đã chứng minh bằng thực nghiệm rằng trong một mạch điện trở tuyến tính, dòng điện tỷ lệ nghịch với điện trở, nghĩa là khi điện trở tăng một số lần nhất định (ở điện áp không đổi), thì dòng điện giảm đi một số lần. .Mối liên hệ giữa cường độ dòng điện tức thời i, điện áp tức thời và điện trở đoạn mạch R được biểu diễn bằng công thức
Tỷ lệ này được gọi là Định luật Ôm cho một đoạn mạch... Vì các giá trị tức thời lớn nhất được gọi là cực đại nên định luật Ohm có thể có dạng
trong đó Im và Um lần lượt là giá trị dòng điện và điện áp cực đại; Ip và Up - dòng điện và điện áp.
Trong một trường hợp cụ thể, điện áp và dòng điện có thể không thay đổi theo thời gian (chế độ dòng điện không đổi), khi đó giá trị của điện áp tức thời trở thành giá trị không đổi và chúng được ký hiệu là not và (nghĩa là một chữ cái viết thường, giống như bất kỳ biến nào), a U (chữ in hoa, giá trị của giá trị), trong trường hợp cụ thể này, định luật Ôm được viết như sau:
Do đó, trong trường hợp chung, đối với điện áp và do đó dòng điện có hình dạng tùy ý, phải sử dụng dạng cơ bản của công thức biểu thị định luật Ohm:
hoặc
Với điện áp và dòng điện không đổi theo thời gian
hoặc
Quy tắc quan trọng: Định luật Ohm cho các giá trị tức thời chỉ có giá trị trong các mạch điện trở.
Các yếu tố điện trở không thể đảo ngược chuyển đổi năng lượng điện thành nhiệt, nhưng chúng không tích trữ bất kỳ năng lượng nào nên được gọi là không sử dụng nhiều năng lượng. Từ những gì đã nói, theo đó, định luật Ohm cho các giá trị tức thời chỉ có hiệu lực trong các mạch có các phần tử không tiêu thụ năng lượng.