Нелінійні елементи використовуються в різних типах електричних кіл. Вони відіграють важливу роль, але їх використання вимагає правильної підготовки всієї системи. Що таке нелінійні елементи електричного кола і чим вони відрізняються від лінійних?
Перевірте електрообладнання в оптовому магазині Onninen
Що таке нелінійні елементи електричного кола?
Нелінійними елементами електричного кола називають ті елементи, які не відповідають принципу пропорційності щодо струму та напруги. Іншими словами, вольт-амперна характеристика цих елементів не є прямою. Розвиток нелінійної залежності між струмом і напругою залежить від багатьох факторів.
Характерною особливістю нелінійних елементів даної системи є відсутність постійного опору. Він змінюється в залежності від сили струму і напруги в колі. Ця властивість означає, що нелінійні елементи можуть поводитися по-різному в залежності від умов експлуатації.
Нелінійні елементи в контексті вольт-амперних характеристик не є прямою лінією, а можуть набувати різноманітних форм. Для виконання відповідних вимірювань необхідне спеціальне електрообладнання або модульне обладнання .
Нелінійні елементи в електрообладнанні (приклади)
Нелінійні елементи використовуються в багатьох електричних схемах. Одним із прикладів є діоди, які є в багатьох пристроях. Він відповідає за передачу струму односпрямовано, у напрямку провідності. Однак в обструктивному напрямку вона в основному повністю блокується. Нелінійність діода пов'язана з фактом односпрямованого витоку, оскільки струм, що протікає в прямому напрямку, раптово зростає, поки не буде досягнуто певного порогового значення напруги.
Другим прикладом нелінійного елемента може бути транзистор. Це стосується як біполярних, так і однополярних моделей. Залежно від специфіки системи вони можуть виконувати функції перемикачів або підсилювачів. Аналізуючи вольт-амперну характеристику, можна побачити, що у випадку з транзисторами вона дуже складна. Це залежить від таких факторів, як: базова напруга або напруга затвора. У цьому випадку нелінійність є результатом занадто малої зміни керуючої напруги та зміни вихідного струму на високий.
Нелінійним елементом у системі також може бути тиристор, варистор або діак чи симистор.
Відмінність лінійних і нелінійних елементів електричних кіл
Говорячи про різницю між лінійними і нелінійними елементами в електричних колах, можна відзначити, що основна відмінність пов'язана зі співвідношенням між струмом і напругою.
Лінійні елементи - це ті компоненти електричних систем, які підкоряються закону Ома. У випадку лінійних елементів спостерігається пропорційність напруги та струму. Тому при створенні характеристики напруги (IV) створюється пряма лінія. Залежність між напругою та струмом є лінійною, що означає, що збільшення одного значення параметра завжди призведе до такого ж збільшення іншого значення. Тому зв'язки можна описати за допомогою лінійних диференціальних рівнянь. По відношенню до лінійних елементів, т. зв суперпозицію, яка на практиці означає, що згенеровані реакції на вхідні сигнали в системі можна підсумувати разом.
У нелінійних елементів зв'язок між струмом і напругою не спостерігається, що призводить до нелінійної функції вольт-амперної характеристики. На роботу впливає багато зовнішніх факторів, наприклад температура та рівень напруги. Для опису зв'язків необхідно використовувати нелінійні математичні рівняння. Крім того, не діє закон суперпозиції. На практиці це означає, що вхідні сигнали неможливо підсумувати. Зміни не пропорційні.
Використання нелінійних елементів в електричних колах
Серед нелінійних елементів присутні: у таких галузях, як електроніка . У вигляді діодів вони використовуються в комп’ютерних блоках живлення та зарядних пристроях для мобільних пристроїв. Вони використовуються як транзистори в мікропроцесорах і підсилювачах звуку.
Нелінійні елементи також містяться в регуляторах освітлення, вони дозволяють керувати двигуном, і вони знаходяться в подовжувачах живлення, де вони діють як захист від перенапруги. Це елементи, які використовуються в цифрових годинниках і як генератори сигналів. Також використовується у фотоелементах і цифрових камерах.
Інсталяційні кабелі утворюють електричне коло, але самі по собі не є нелінійними. Однак, якщо вони повинні працювати в таких системах, вони повинні бути правильно підібрані, щоб уся схема працювала належним чином і без збоїв. Кабелі та проводи повинні пропускати імпульсний струм і бути стійкими до електромагнітних перешкод. Їх роль полягає в мінімізації перепадів напруги, які можуть порушити роботу окремих компонентів. Схеми з хоча б одним нелінійним елементом повинні мати високу стійкість до перенапруги та захист від перегріву незалежно від джерела напруги.