静态电阻和动态电阻
胡顺军
在“描述小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,所描绘出的伏安特性曲线是一条曲线,如图1所示。怎样根据曲线特征判断灯泡电阻的变化呢?又怎样根据曲线求得小灯泡在某一电压下工作时的电阻呢?
对于线性元件,通过它的电流和它两端的电压成正比,比值R称为电阻,即,它的伏安特性曲线是过坐标原点、斜率为的直线。
某些电阻元件,如半导体二极管、隧道二极管,它们不遵循欧姆定律,伏安特性曲线是一条
曲线,这种电阻叫做非线性电阻。它的阻值随工作点的变化而变化。
实际使用的非线性电阻有2AP型半导体静态电阻和动态电阻两个参数。图2中由原点O到工作点P的直线OP的斜率的倒数,即为工作点P的静态电阻。伏安特性曲线在工作点P的切线的斜率的倒数,即为工作点P的动态电阻。
静态电阻为某工作点导体(或半导体)两端的电压与通过导体(或半导体)的电流的比值,它表示导体(或半导体)对电流的阻碍作用。动态电阻表示导体(或半导体)两端的电压随电流变化的快慢或趋势。动态电阻可以为正值,表示电流随电压的增大而增大;也
可以为负值,表示电流随电压的增大而减小。例如图3中隧道二极管在伏安特性曲线的AB段内工作时,动态电阻为负值。
研究某一工作点的电阻一般用该点的静态电阻,即。而研究电阻的变化时,一般用动态电阻来讨论,即。请看下面两例:
例1. 图4为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I�U关系曲线图。在图5电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻。由热敏电阻的I�U关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为______V;电阻R2的阻值为________。
(03年上海高考)
分析:通过电阻R1的电流为
则通过R2支路的电流为
,
该支路的总电阻为
由热敏电阻的I�U关系曲线可看出,当电流为34mA时,热敏电阻两端的电压为5.2V。此时
热敏电阻的阻值为
所以
热敏电阻的阻值不是定值,它随温度的改变而改变。上例中的R是热敏电阻在某一工作点的静态电阻。
例2. 某同学在测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U和I的数据:
(1)画出I�U图线。
(2)从图线上可以看出,当功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是:________。
(3)这表明导体的电阻随温度升高而________。(96年上海高考)
分析:根据提供的数据用描点法作出I�U图线,如图6所示。
从I�U图可以看出灯泡电阻不是一个定值,而是随工作点的改变而改变,应该用动态电阻来讨论电阻的变化情况。图线上每一点的切线的斜率的倒数就是该点的电阻值。由图可知,曲线的斜率越来越小,可见电阻值越来越大。原因是发热功率越大,温度越高,电阻率变大,电阻也随之变化大。
年级 | 高中 | 学科 | 物理 | 版本 | 期数 | ||||||||
内容标题 | 静态电阻和动态电阻 | ||||||||||||
分类索引号 | G.622.46 | 分类索引描述 | 辅导与自学 | ||||||||||
主题词 | 静态电阻和动态电阻 | 栏目名称 | 专题辅导静态网页和动态网页的概念和区别 | ||||||||||
供稿老师 | 审稿老师 | ||||||||||||
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