Nelinearni elementi se koriste u različitim tipovima električnih kola. Oni igraju važnu ulogu, ali njihova upotreba zahteva odgovarajucu pripremu celog sistema. Šta su nelinearni elementi električnog kola i kako se razlikuju od linearnih elemenata?
Pogledajte električnu opremu kod veletrgovaca Onninen
Šta su nelinearni elementi električnog kola?
Termin nelinearni elementi električnog kola odnosi se na one elemente koji ne zadovoljavaju princip proporcionalnosti u pogledu struje i napona. Drugim rečima, strujno-naponska karakteristika ovih elemenata nije pravolinijski oblik. Nelinearni odnos između struje i napona koji se formira zavisi od mnogih faktora.
Karakteristična osobina nelinearnih elemenata datog sistema je nedostatak konstantnog otpora. On se menja u zavisnosti od vrednosti struje i napona u kolu. Ovo svojstvo znači da se nelinearni elementi mogu ponašati različito, u zavisnosti od uslova rada.
Nelinearni elementi, u kontekstu strujno-naponskih karakteristika, nisu prava linija, vec mogu poprimiti veoma različite oblike. Za izvođenje odgovarajucih merenja neophodna je posebna električna oprema ili modularna oprema .
Nelinearni elementi u električnoj opremi (primeri)
Nelinearni elementi se koriste u mnogim električnim kolima. Jedan primer je dioda, koja se nalazi u mnogim uređajima. Ona je odgovorna za propuštanje struje jednosmerno, u smeru provodljivosti. Međutim, u obrnutom smeru je u osnovi potpuno blokirana. Nelinearnost diode je povezana sa činjenicom jednosmernog prolaza, jer struja koja teče u smeru provodljivosti naglo raste dok se ne dostigne određeni prag napona.
Drugi primer nelinearnog elementa je tranzistor. Ovo se odnosi i na bipolarne i na unipolarne modele. U zavisnosti od specifičnosti sistema, oni mogu funkcionisati kao prekidači ili pojačavači. Analizirajuci strujno-naponske karakteristike, može se videti da je u slučaju tranzistora to veoma komplikovano. Zavisi od faktora kao što su: napon baze ili napon kapije. U ovom slučaju, nelinearnost proizilazi iz premale promene kontrolnog napona i promene na veliku struju na izlazu.
Nelinearni element u kolu može biti i tiristor, varistor ili delovati kao diak ili triak.
Razlika između linearnih i nelinearnih elemenata električnih kola
Kada se govori o razlici između linearnih i nelinearnih elemenata u električnim kolima, može se primetiti da je fundamentalna razlika povezana sa odnosom između struje i napona.
Linearni elementi su one komponente električnih sistema koje zadovoljavaju Omov zakon. Kod linearnih elemenata, primecuje se da napon i struju karakteriše proporcionalnost. Stoga, stvaranjem naponske karakteristike (IV), stvara se prava linija. Odnos između napona i struje je linearan, što znači da ce povecanje vrednosti jednog parametra uvek izazvati jednako povecanje druge vrednosti. Stoga se odnosi mogu opisati pomocu linearnih diferencijalnih jednačina. U odnosu na linearne elemente, javlja se takozvana superpozicija, što u praksi znači da se generisani odgovori na ulazne signale u sistemu mogu sumirati.
U slučaju nelinearnih elemenata, veza između struje i napona se ne poštuje, što rezultira formiranjem nelinearne funkcije strujno-naponske karakteristike. Na formiranje funkcije utiču mnogi spoljni faktori, kao što su temperatura ili nivo strujnog napona. Da bi se opisali odnosi, potrebno je koristiti nelinearne matematičke jednačine. Pored toga, zakon superpozicije se ne javlja. U praksi to znači da se ulazni signali ne mogu sabirati. Promene nisu proporcionalne.
Primena nelinearnih elemenata u električnim kolima
Nelinearni elementi su prisutni u industrijama kao što je elektronika . U obliku dioda, koriste se u napajanjima za računare i punjačima mobilnih uređaja. Kao tranzistori, koriste se u mikroprocesorima i audio pojačalima.
Nelinearni elementi se takođe nalaze u regulatorima osvetljenja, omogucavaju kontrolu motora i nalaze se u razvodnim trakama gde deluju kao zaštita od prenapona. To su elementi koji se koriste u digitalnim satovima i kao generatori signala. Takođe se koriste u fotocelijama ili digitalnim kamerama.
Instalacioni kablovi stvaraju električno kolo, ali sami po sebi nisu nelinearni. Međutim, ako treba da rade u takvim sistemima, moraju biti pravilno usklađeni kako bi celo kolo funkcionisalo ispravno i bez kvara. Kablovi i žice moraju biti sposobni da prenose impulsnu struju i moraju biti otporni na elektromagnetne smetnje. Njihova uloga je da minimiziraju padove napona koji bi mogli da poremete rad pojedinačnih komponenti. Kola sa najmanje jednim nelinearnim elementom moraju se karakterisati visokom otpornošcu na prenapone i zaštitom od pregrevanja, bez obzira na izvor napona.