Elementele neliniare sunt utilizate în diverse tipuri de circuite electrice. Acestea joacă un rol important, dar utilizarea lor necesită o pregătire adecvată a întregului sistem. Ce sunt elementele neliniare ale unui circuit electric și cum diferă acestea de elementele liniare?
Vezi echipamentele electrice la angrosistul Onninen
Ce sunt elementele circuitelor electrice neliniare?
Termenul de elemente neliniare ale unui circuit electric se referă la acele elemente care nu îndeplinesc principiul proporționalității în ceea ce privește curentul și tensiunea. Cu alte cuvinte, caracteristica curent-tensiune a acestor elemente nu este o linie dreaptă. Relația neliniară dintre curent și tensiune care se formează depinde de mulți factori.
O caracteristică a elementelor neliniare ale unui sistem dat este lipsa unei rezistențe constante. Aceasta se modifică în funcție de valoarea curentului și a tensiunii din circuit. Această proprietate înseamnă că elementele neliniare se pot comporta diferit în funcție de condițiile de funcționare.
Elementele neliniare, în contextul caracteristicilor curent-tensiune, nu sunt o linie dreaptă, ci pot lua forme foarte diferite. Sunt necesare echipamente electrice speciale sau echipamente modulare pentru a efectua măsurători adecvate.
Elemente neliniare în echipamentele electrice (exemple)
Elementele neliniare sunt utilizate în multe circuite electrice. Un exemplu este dioda, care se găsește în multe dispozitive. Aceasta este responsabilă pentru trecerea curentului într-un mod unidirecțional, în direcția de conducție. În direcția inversă, însă, este practic complet blocată. Neliniaritatea diodei este legată de faptul trecerii unidirecționale, deoarece curentul care curge în direcția de conducție crește brusc până când se atinge o anumită tensiune de prag.
Al doilea exemplu de element neliniar este un tranzistor. Acest lucru se aplică atât modelelor bipolare, cât și celor unipolare. În funcție de specificul sistemului, acestea pot funcționa ca întrerupătoare sau amplificatoare. Analizând caracteristicile curent-tensiune, se poate observa că, în cazul tranzistoarelor, situația este foarte complicată. Depinde de factori precum: tensiunea de bază sau tensiunea de poartă. În acest caz, neliniaritatea rezultă dintr-o modificare prea mică a tensiunii de control și o modificare a curentului la ieșire, care este mare.
Un element neliniar din circuit poate fi, de asemenea, un tiristor, un varistor sau poate acționa ca un diac sau triac.
Diferența dintre elementele liniare și neliniare ale circuitelor electrice
Când vorbim despre diferența dintre elementele liniare și cele neliniare din circuitele electrice, se poate observa că diferența fundamentală este legată de relația dintre curent și tensiune.
Elementele liniare sunt acele componente ale sistemelor electrice care satisfac legea lui Ohm. În cazul elementelor liniare, se observă că tensiunea și curentul sunt caracterizate prin proporționalitate. Prin urmare, creând o caracteristică de tensiune (IV), se creează o linie dreaptă. Relația dintre tensiune și curent este liniară, ceea ce înseamnă că o creștere a valorii unui parametru va cauza întotdeauna o creștere egală a celeilalte valori. Prin urmare, relațiile pot fi descrise folosind ecuații diferențiale liniare. În raport cu elementele liniare, are loc așa-numita superpoziție, ceea ce în practică înseamnă că răspunsurile generate la semnalele de intrare în sistem pot fi însumate.
În cazul elementelor neliniare, relația dintre curent și tensiune nu este respectată, ceea ce duce la formarea unei funcții neliniare a caracteristicii curent-tensiune. Formarea funcției este influențată de mulți factori externi, cum ar fi temperatura sau nivelul tensiunii de curent. Pentru a descrie relațiile, este necesar să se utilizeze ecuații matematice neliniare. În plus, legea superpoziției nu se aplică. În practică, aceasta înseamnă că semnalele de intrare nu pot fi însumate. Modificările nu sunt proporționale.
Aplicarea elementelor neliniare în circuitele electrice
Elementele neliniare sunt prezente în industrii precum cea electronică . Sub formă de diode, acestea sunt utilizate în sursele de alimentare ale computerelor și încărcătoarele dispozitivelor mobile. Ca tranzistoare, acestea sunt utilizate în microprocesoare și amplificatoare audio.
Elementele neliniare se găsesc și în regulatoarele de iluminat, permit controlul motorului și se găsesc în prelungitoarele unde acționează ca protecție la supratensiune. Sunt elemente utilizate în ceasurile digitale și ca generatoare de semnal. De asemenea, sunt utilizate în fotocelule sau camere digitale.
Cablurile de instalare creează un circuit electric, dar nu sunt neliniare în sine. Cu toate acestea, dacă urmează să funcționeze în astfel de sisteme, acestea trebuie să fie adaptate corespunzător, astfel încât întregul circuit să funcționeze corect și fără defecțiuni. Cablurile și firele trebuie să poată transporta curentul pulsat și trebuie să fie rezistente la interferențe electromagnetice. Rolul lor este de a minimiza căderile de tensiune care ar putea perturba funcționarea componentelor individuale. Circuitele cu cel puțin un element neliniar trebuie să fie caracterizate printr-o rezistență ridicată la supratensiuni și protecție împotriva supraîncălzirii, indiferent de sursa de tensiune.