Zaloguj się
Wszystkie
5 grudnia 2023
194
Rezystory liniowe
Zwykłe rezystory stałe, takie jak dobrze znane rezystory węglowe lub metalowe, są elementami liniowymi. Oznacza to, że istnieje liniowa zależność pomiędzy napięciem przyłożonym do rezystora a prądem przepływającym przez rezystor.
Krzywa pokazująca zależność pomiędzy napięciem i prądem jest linią prostą. Jeśli napięcie na rezystorze podwoi się z 10 V do 20 V, prąd również się podwoi. W końcu związek między prądem, a napięciem wynika z prawa Ohma:
U = I × R
Rezystory nieliniowe
Opracowano wiele typów rezystorów, w których zależność między prądem i napięciem nie jest liniowa. Ta nieliniowość wynika z faktu, że rezystancja nie ma stałej wartości, lecz zależy od pewnych czynników zewnętrznych. Trzy główne typy to:
- VDR – rezystor zależny od napięcia. Jego rezystancja maleje wraz ze wzrostem napięcia na elemencie. W rezultacie prąd wzrasta bardziej niż liniowo wraz ze wzrostem napięcia na części.
- NTC – rezystancja z ujemnym współczynnikiem temperaturowym, gdzie rezystancja maleje wraz ze wzrostem temperatury elementu. Ponieważ temperatura rezystora zależy oczywiście również od mocy rozproszonej, tj. od prądu i napięcia, bezpośrednią konsekwencją jest to, że zależność między I i U nie jest liniowa.
- PTC – rezystancja z dodatnim współczynnikiem temperaturowym, gdzie rezystancja wzrasta w miarę nagrzewania się części. Z tego samego powodu, co w przypadku NTC, zjawisko to powoduje nieliniową zależność pomiędzy napięciem i prądem.
Charakterystyka nieliniowa
Dziwne cechy NTC i PTC są wynikiem szeregu nieliniowości, które się kumulują. Ponieważ prąd i napięcie nie są liniowe, nie ma liniowej zależności między tymi wielkościami, a mocą rozproszoną w rezystorze. Co więcej, związek między mocą rozproszoną, a temperaturą części również nie jest liniowy. Koło jest zamknięte, ponieważ zależność między temperaturą, a oporem również nie jest liniowa.
LDR i MDR
Oprócz trzech wspomnianych rezystorów nieliniowych istnieją dwa inne typy, które również można sklasyfikować jako rezystory nieliniowe. W rzeczywistości nie jest to prawidłowe, ponieważ jeśli rezystancja tych elementów jest utrzymywana na stałym poziomie, zachowują się one jak normalny opór, tj. z liniową zależnością między napięciem i prądem. Ponieważ jednak we wszystkich publikacjach i encyklopediach rezystory te są uważane za rezystory nieliniowe, zostaną omówione w tym rozdziale:
- LDR – rezystor zależny od światła. Ma rezystancję, która maleje, gdy część jest oświetlona.
- MDR – rezystor zależny od pola magnetycznego. Ma rezystancję zależną od strumienia magnetycznego w którym się znajduje.
Rezystory LDR
Elementy oznaczane skrótem LDR to rezystory, których wartość rezystancji maleje wraz ze wzrostem ilości światła padającego na rezystor. Dzięki LDR-om w bardzo prosty sposób zaprojektujesz bariery świetlne lub wyłączniki zmierzchowe.
Rezystory światłoczułe mogą być wykonane z różnych materiałów. W większości przypadków stosuje się spiekany selenek kadmu lub siarczek kadmu, przy czym preferowany jest ten ostatni związek, ponieważ ma maksymalną czułość przy długości fali, przy której ludzkie oko również ma maksymalną czułość. Jednakże stosowane są również niektóre półprzewodniki, takie jak german, krzem, arsenek galu i antymon indu.
Wrażliwość na światło
Światłoczułość można wytłumaczyć faktem, że wspomniane materiały zawierają dość dużo ruchomych nośników ładunku, dziur i elektronów. Mobilność może wzrosnąć, jeśli nośniki ładunku pochłoną energię z promieniowania elektromagnetycznego padającego na materiał. Jednak, aby wytworzyć „parę”, czyli kombinację dziura/elektron, wymagana jest minimalna energia. Ta minimalna energia zależy od materiału. Energia, jaką może emitować promieniowanie elektromagnetyczne, zależy między innymi od długości fali. Energię tę wyraża się w elektronowoltach eV. Dlatego czujniki LDR nie są jednakowo wrażliwe na wszystkie rodzaje światła.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
