Резистивный элемент. 
Основы электротехники, микроэлектроники и управления

Реальным элементам цепи в электрических схемах соответствуют идеализированные элементы цепи. При этом уравнения, соответствующие идеальному элементу, должны достаточно точно отражать физические процессы, происходящие в реальном элементе.

В цепях постоянного тока основным пассивным двухполюсным элементом является резистивный элемент или сопротивление.

Резистивный элемент или сопротивление — это идеализированный элемент цепи, заменяющий реальное изделие (резистор), в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую. Резистивный элемент характеризуется зависимостью напряжения между его полюсами от тока протекающего через него ?/ = /(/), называемой волът-амперной характеристикой (ВАХ). На рис. 1.4 представлены ВАХ двух резистивных элементов: линейного (рис. 1.4.а) и нелинейного (рис. 1.4.в).

Величина сопротивления линейного резистивного элемента К определяется отношением напряжения У к току //, соответствующих точке 1 на рис. 1.4а:

где п^, т, — масштабы координат напряжения и тока; [3 — угол наклона прямой 1 (рис. 1.4а).

Очевидно, что сопротивление линейного резистивного элемента во всех точках ВАХ одинаково.

На рис. 1.46 представлена зависимость сопротивления линейного резистивного элемента от напряжения на нем Я = /(и). На рис. 1.4 В изображена схема с нелинейным резистивным элементом и его ВАХ. Для нелинейного резистивного элемента его сопротивление зависит от напряжения на этом элементе (рис. 1.4г). Для характеристики нелинейного сопротивления применяются два параметра: статическое и динамическое сопротивления.

Статическим сопротивлением нелинейного элемента Я_ст в заданной точке 1 (рис. 1.4в) его характеристики называют отношение напряжения на элементе к току в нем. Статическое сопротивление определяется по формуле (1.1), оно пропорционально тангенсу угла наклона /? между прямой, проведенной из начала координат через рассматриваемую точку 1 ВАХ и осью тока (рис. 1.4в):

Динамическим сопротивлением нелинейного элемента Я_дин в заданной точке 1 его характеристики называют отношение бесконечно малого приращения напряжения к соответствующему приращению тока. Динамическое сопротивление определяется как тангенс угла наклона а между касательной в точке 1 ВАХ и осью тока (рис. 1.4в).

Статическое и динамическое сопротивления нелинейного элемента являются функциями тока и напряжения.

На рис. 1.4г представлена зависимость статистического и динамического сопротивления, имеющего ВАХ, изображенную на рис. 1.4 В.

Рис. 1.4. Вольт-амперные характеристики линейного (а) и нелинейного (в) резистивных элементов, а также зависимости для них /? = /(?/) (б, г).

Ниже рассматриваются электрические цепи с линейными резистивными элементами.

Для резистивного элемента с сопротивлением К ток и напряжение связаны простым соотношением — законом Ома (см. рис 1.6а):

Сопротивление Л — параметр резистивного элемента. Основной единицей измерения сопротивления в системе СИ служит ом (Ом). Часто встречаются и кратные единицы измерения сопротивления, например, килоом (1 кОм = МО³ Ом) и мегаом (1 МОм = МО⁶ Ом).

Величина, обратная сопротивлению, называется проводимостью: у = 1/к. Основной единицей измерения проводимости в системе СИ служит сименс (1 См = 1 Ом'¹), а единицей удельной проводимости является См/м.

Для характеристики проводящих свойств различных материалов вводится понятие объемного удельного сопротивления р_у. Оно равно сопротивлению между гранями куба с ребром 1 м, изготовленного из данного материала.

Величина, обратная объемному удельному сопротивлению (у у = 1 / ру), называется объемной удельной проводимостью.

Сопротивление участка однородного проводника длиной ? (в метрах), площадью поперечного сечения 5 (в квадратных метрах) при объемном удельном сопротивлении материала Ру равно: