ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ యొక్క లీనియర్ మరియు నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్స్

లీనియర్ ఎలిమెంట్స్

ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్ యొక్క మూలకాలు, దీని కోసం వోల్టేజ్ I (U) లేదా ప్రస్తుత U (I) పై వోల్టేజ్‌పై కరెంట్ ఆధారపడటం, అలాగే R నిరోధకత స్థిరంగా ఉంటాయి, వీటిని ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్ యొక్క లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ అంటారు. . దీని ప్రకారం, అటువంటి మూలకాలతో కూడిన సర్క్యూట్‌ను లీనియర్ ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ అంటారు.

లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ లీనియర్లీ సిమెట్రిక్ కరెంట్-వోల్టేజ్ క్యారెక్ట్రిక్ (CVC) ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి, ఇది మూలం గుండా ఒక నిర్దిష్ట కోణంలో కోఆర్డినేట్ అక్షాలకు దారితీసే సరళ రేఖను పోలి ఉంటుంది. ఇది లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ మరియు లీనియర్ ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ల కోసం చూపిస్తుంది ఓం యొక్క చట్టం కఠినంగా పాటిస్తారు.

అదనంగా, మేము పూర్తిగా చురుకైన ప్రతిఘటనలతో కూడిన మూలకాల గురించి మాత్రమే కాకుండా, L మరియు కెపాసిటెన్స్‌ల L మరియు కెపాసిటెన్స్‌ల గురించి కూడా మాట్లాడవచ్చు, ఇక్కడ కరెంట్‌పై మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ ఆధారపడటం - Ф (I) మరియు కెపాసిటర్ ఛార్జ్ యొక్క ఆధారపడటం దాని ప్లేట్ల మధ్య వోల్టేజ్ - q (U).

సరళ మూలకం యొక్క ప్రధాన ఉదాహరణ చుట్టబడిన వైర్ రెసిస్టర్… నిర్దిష్ట ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ పరిధిలో అటువంటి నిరోధకం ద్వారా విద్యుత్తు ప్రతిఘటన యొక్క విలువపై మరియు రెసిస్టర్‌కు వర్తించే వోల్టేజ్‌పై సరళంగా ఆధారపడి ఉంటుంది.

కండక్టర్ లక్షణం (ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణం) - వైర్‌కు వర్తించే వోల్టేజ్ మరియు దానిలోని కరెంట్ మధ్య సంబంధం (సాధారణంగా గ్రాఫ్‌గా వ్యక్తీకరించబడుతుంది).

మెటల్ కండక్టర్ కోసం, ఉదాహరణకు, దానిలోని కరెంట్ అనువర్తిత వోల్టేజ్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు అందువల్ల లక్షణం సరళ రేఖ. కోణీయ రేఖ, వైర్ యొక్క నిరోధకత తక్కువగా ఉంటుంది. అయితే, కొన్ని కండక్టర్లలో కరెంట్ దరఖాస్తు వోల్టేజ్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉండదు (ఉదాహరణకు, గ్యాస్ డిశ్చార్జ్ దీపాలు) మరింత సంక్లిష్టమైన, నాన్-లీనియర్ కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్స్

ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్ యొక్క మూలకం కోసం వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్‌పై వోల్టేజ్‌పై కరెంట్ ఆధారపడటం, అలాగే నిరోధకత R స్థిరంగా ఉండకపోతే, అవి కరెంట్ లేదా అనువర్తిత వోల్టేజ్‌పై ఆధారపడి మారుతాయి, అప్పుడు అలాంటి అంశాలు నాన్-లీనియర్ అని పిలుస్తారు మరియు తదనుగుణంగా, కనీసం ఒక నాన్ లీనియర్ ఎలిమెంట్‌ను కలిగి ఉన్న ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్ అవుతుంది. నాన్-లీనియర్ ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్.

నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్ యొక్క ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణం ఇకపై గ్రాఫ్‌పై సరళ రేఖ కాదు, ఇది నాన్-లీనియర్ మరియు తరచుగా అసమానంగా ఉంటుంది, ఉదాహరణకు సెమీకండక్టర్ డయోడ్. ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ యొక్క నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ కోసం ఓం యొక్క చట్టం నెరవేరలేదు.

ఈ సందర్భంలో, మేము ఒక ప్రకాశించే దీపం లేదా సెమీకండక్టర్ పరికరం గురించి మాత్రమే కాకుండా, నాన్-లీనియర్ ఇండక్టెన్స్‌లు మరియు కెపాసిటర్‌ల గురించి కూడా మాట్లాడవచ్చు, ఇక్కడ మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ Φ మరియు ఛార్జ్ q అనేది కాయిల్ కరెంట్‌కు లేదా మధ్య వోల్టేజ్‌కు లీనియర్‌గా సంబంధం కలిగి ఉండదు. కెపాసిటర్ యొక్క ప్లేట్లు. అందువల్ల, వారికి వెబెర్-ఆంపియర్ లక్షణాలు మరియు కూలంబ్-వోల్ట్ లక్షణాలు నాన్-లీనియర్‌గా ఉంటాయి, అవి టేబుల్‌లు, గ్రాఫ్‌లు లేదా విశ్లేషణాత్మక ఫంక్షన్‌ల ద్వారా సెట్ చేయబడతాయి.

నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్ యొక్క ఉదాహరణ ఒక ప్రకాశించే దీపం. దీపం యొక్క ఫిలమెంట్ ద్వారా కరెంట్ పెరగడంతో, దాని ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది మరియు ప్రతిఘటన పెరుగుతుంది, అంటే ఇది స్థిరంగా ఉండదు మరియు అందువల్ల ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ యొక్క ఈ మూలకం నాన్-లీనియర్గా ఉంటుంది.

స్టాటిక్ రెసిస్టెన్స్

నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ కోసం, ఒక నిర్దిష్ట స్టాటిక్ రెసిస్టెన్స్ వాటి I — V లక్షణం యొక్క ప్రతి పాయింట్ వద్ద లక్షణంగా ఉంటుంది, అనగా, గ్రాఫ్‌లోని ప్రతి పాయింట్ వద్ద ప్రతి వోల్టేజ్-టు-కరెంట్ నిష్పత్తికి నిర్దిష్ట ప్రతిఘటన విలువ కేటాయించబడుతుంది. దీనిని ఇలా లెక్కించవచ్చు. క్షితిజ సమాంతర I-అక్షానికి గ్రాఫ్ యొక్క వాలు యొక్క కోణం ఆల్ఫా యొక్క టాంజెంట్ ఈ పాయింట్ లైన్ గ్రాఫ్‌లో ఉన్నట్లుగా.

అవకలన నిరోధకత

నాన్‌లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ కూడా డిఫరెన్షియల్ రెసిస్టెన్స్ అని పిలవబడే వాటిని కలిగి ఉంటాయి, ఇది కరెంట్‌లో సంబంధిత మార్పుకు వోల్టేజ్‌లో అనంతమైన చిన్న పెరుగుదల యొక్క నిష్పత్తిగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. ఇచ్చిన బిందువు మరియు క్షితిజ సమాంతర అక్షం వద్ద I — V లక్షణానికి టాంజెంట్ మధ్య కోణం యొక్క టాంజెంట్‌గా ఈ ప్రతిఘటనను లెక్కించవచ్చు.

ఈ విధానం సాధారణ నాన్‌లీనియర్ సర్క్యూట్‌ల విశ్లేషణ మరియు గణనను వీలైనంత సులభతరం చేస్తుంది.

పైన ఉన్న బొమ్మ విలక్షణమైన I — V లక్షణాన్ని చూపుతుంది డయోడ్… ఇది కోఆర్డినేట్ ప్లేన్ యొక్క మొదటి మరియు మూడవ క్వాడ్రాంట్‌లలో ఉంది, ఇది డయోడ్ యొక్క pn-జంక్షన్‌కు (ఒక దిశలో లేదా మరొకటి) వర్తించే సానుకూల లేదా ప్రతికూల వోల్టేజ్‌తో ముందుకు లేదా రివర్స్ బయాస్ ఉంటుందని ఇది మాకు చెబుతుంది డయోడ్ యొక్క pn-జంక్షన్ నుండి. డయోడ్ అంతటా వోల్టేజ్ రెండు దిశలలో పెరుగుతుంది కాబట్టి, కరెంట్ ప్రారంభంలో కొద్దిగా పెరుగుతుంది, ఆపై తీవ్రంగా పెరుగుతుంది. ఈ కారణంగా, డయోడ్ అనియంత్రిత నాన్ లీనియర్ బైపోలార్ నెట్‌వర్క్‌కు చెందినది.

ఈ సంఖ్య సాధారణ I — V లక్షణాలతో ఉన్న కుటుంబాన్ని చూపుతుంది. ఫోటోడియోడ్ వివిధ లైటింగ్ పరిస్థితుల్లో. ఫోటోడియోడ్ యొక్క ప్రధాన ఆపరేషన్ మోడ్ రివర్స్ బయాస్ మోడ్, స్థిరమైన లైట్ ఫ్లక్స్ Ф కరెంట్ ఆచరణాత్మకంగా ఆపరేటింగ్ వోల్టేజీల యొక్క విస్తృత శ్రేణిలో మారదు. ఈ పరిస్థితులలో, ఫోటోడియోడ్‌ను ప్రకాశించే లైట్ ఫ్లక్స్ యొక్క మాడ్యులేషన్ ఫోటోడియోడ్ ద్వారా కరెంట్ యొక్క ఏకకాల మాడ్యులేషన్‌కు దారి తీస్తుంది. అందువలన, ఫోటోడియోడ్ నియంత్రిత నాన్ లీనియర్ బైపోలార్ పరికరం.

ఇది VAC థైరిస్టర్, ఇక్కడ మీరు నియంత్రణ ఎలక్ట్రోడ్ కరెంట్ యొక్క పరిమాణంపై దాని స్పష్టమైన ఆధారపడటాన్ని చూడవచ్చు. మొదటి క్వాడ్రంట్లో - థైరిస్టర్ యొక్క పని విభాగం. మూడవ క్వాడ్రంట్‌లో, I — V లక్షణం యొక్క ప్రారంభం ఒక చిన్న కరెంట్ మరియు పెద్ద అనువర్తిత వోల్టేజ్ (క్లోజ్డ్ స్టేట్‌లో, థైరిస్టర్ యొక్క నిరోధకత చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది). మొదటి క్వాడ్రంట్‌లో, కరెంట్ ఎక్కువగా ఉంటుంది, వోల్టేజ్ డ్రాప్ చిన్నది - థైరిస్టర్ ప్రస్తుతం తెరిచి ఉంది.

కంట్రోల్ ఎలక్ట్రోడ్‌కు ఒక నిర్దిష్ట కరెంట్ వర్తించినప్పుడు క్లోజ్డ్ నుండి ఓపెన్ స్టేట్‌కు పరివర్తన యొక్క క్షణం సంభవిస్తుంది. థైరిస్టర్ ద్వారా కరెంట్ తగ్గినప్పుడు ఓపెన్ స్టేట్ నుండి క్లోజ్డ్ స్టేట్‌కు పరివర్తనం జరుగుతుంది.అందువలన, థైరిస్టర్ అనేది నియంత్రిత నాన్-లీనియర్ త్రీ-పోల్ (కలెక్టర్ కరెంట్ బేస్ కరెంట్‌పై ఆధారపడి ఉండే ట్రాన్సిస్టర్ వంటిది).