Politechnika łÓdzka

Rysunek 10.10 Charakterystyki elementów liniowych i nieliniowych.
Jak widać na rysunku – wykresem rezystancji elementu liniowego jest linia prosta. Zaś elementu nieliniowego nie jest linia prosta – dlatego wartość oporności wyrażający stosunek napięcia do wartości prądu będzie inny w każdym punkcie pracy tego elementu.

Należy również zauważyć, że przebieg wykresu przedstawia inną drogę prowadzącą do wartości maksymalnej przy zwiększaniu jak i przy zmniejszaniu – co nie da wiarygodnych wyników pomiaru w przypadku pomiaru wartości tej oporności miernikami rezystancji np. omomierzem.

Jak przedstawiono powyżej, elementy nieliniowe nie posiadają cechy stałości proporcjonalności spadku napięcia na nich do wartości płynącego przez nie prądu – tzn. posiadają różną wartość spadku napięcia przy różnej wartości prądu, w związku z tym dla elementów nieliniowych do wyrażenia wzajemnego związku napięcia do prądu używa się określenia oporności dynamicznej. Wartość oporności dynamicznej będzie różna w zależności od czynników czy warunków pomiaru, dlatego do jej wyznaczania nie używa się mierników rezystancji – zwanych omomierzami, lecz używa się układu do wyznaczania charakterystyki oporności dynamicznej.

Zgodnie z prawem Ohma, stosunek wartości napięcia występującego na danym elemencie do wartości prądu płynącego przez ten element prądu, określa jego rezystancję. Rezystancja jest parametrem niezależnym więc od wartości spadku napięcia na elemencie czy płynącego przez niego prądu (jak i innych czynników).

Wartość oporności elementów nieliniowych jest zależna również od temperatury.

Elementem którego wartość oporności jest uzależniona silnie od temperatury jest termistor. Elementy takie mogą posiadać dodatni, bądź ujemny współczynnik temperaturowy.

Niektóre materiały (czy elementy) przedstawiające opór elektryczny, mają ujemny współczynnik temperaturowy rezystancji TWR, czyli ze wzrostem temperatury ich rezystancja maleje.

Przykładem takiego elementu jest oświetleniowa dioda mocy LED. Pod wpływem wydzielanej w niej mocy – a więc wydzielenia się ciepła, oporność dynamiczna takiej diody maleje, co wymusza konieczność stosowania ograniczenia prądowego mocy dostarczanej dla tego elementu w postaci rezystora. Przeciwnie – w skutek przepływu prądu płynącego przez taką diodę nagrzewała by się ona, co prowadziło by dalej do ciągłego zmniejszania się jej rezystancji – i przez to do wzrostu prądu płynącego przez tę diodę, co powodowało by dalszy wzrost mocy traconej na tej diodzie... i tak dalej – aż do jej całkowitego uszkodzenia (spalenia się)...

Na rys. 10.11.a przedstawiono oświetleniową diodę mocy LED, zaś na rys. 10.11.b jej charakterystykę 3D, prąd – napięcie – temperatura, rys b. Z przedstawionego wykresu wynika, że zależność temperatury ma zasadniczy wpływ na wartość jej oporności dynamicznej.