Динамическое сопротивление

Многие элементы электроники имеют нелинейные вольтамперные характеристики. В этом случае ток не пропорционален напряжению. И здесь нет смысла говорить о сопротивлении, так как отношение U/I не является постоянной величиной, независимой от U, а наоборот зависит от U. Для таких элементов, с нелинейной вольтамперной характеристикой, вводят понятие динамического или дифференциального сопротивления. Пусть нелинейная вольтамперная характеристика задана кривой, показанной на рис. 1.2. Выберем на этой кривой некоторую точку А. Эта точка определяется постоянными значениями напряжения U_А и тока I_А. Проведем касательную к точке А. При малых отклонениях токов и напряжений относительно точки А касательная хорошо аппроксимирует кривую вольтамперной характеристики. Значит, в окрестности точки А нелинейную кривую вольтамперной характеристики можно заменить линейной характеристикой, т.е. касательной. В качестве переменных здесь рассматриваются изменения (приращения) токов и напряжений относительно точки А. Это равносильно перенесения начала координат в точку А. Тогда для изменений напряжений и токов можно ввести понятие динамического или дифференциального сопротивления как отношение приращения (изменения) напряжения к приращению (изменению) тока

r = ΔU/ΔI.

Динамическое сопротивление еще называют сопротивлением переменному току. Динамическое сопротивление, как и обычное сопротивление, измеряется в Омах.

Особенность динамического сопротивления состоит в том, что оно определяется для приращений напряжений и токов в окрестности некоторой точки вольтамперной характеристики. Эта точка на вольтамперной характеристике определяет режим работы элемента по постоянному току, т.е. постоянные значения напряжения U_А и тока I_А. Динамическое сопротивление зависит от выбранной точки на вольтамперной характеристике, т.к. наклон касательной в каждой точке кривой разный.

Очень часто для построения линейных электронных устройств используются нелинейные элементы (элементы с нелинейной вольтамперной характеристикой). В этом случае нелинейную характеристику в окрестности некоторой точки заменяют линейной – касательной к этой точки. В качестве переменных рассматриваются не полные значения токов и напряжений, а их изменения в окрестности этой точки. Чем меньше отклонения токов и напряжений относительно их постоянных значений, тем лучше касательная приближается к кривой вольтамперной характеристики. Зависимость изменения тока от напряжения в этом случае можно считать линейной и определяется динамическим сопротивлением r:

ΔU =ΔI.r; ΔI = ΔU/r.