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Elektrotechnik - Nichtlineare Widerstände

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Elektrotechnik

Nichtlineare Widerstände

Unter nichtlinearen Widerständen fasst man in der Elektrotechnik Schaltelemente zusammen, deren Strom-Spannungs-Kennlinie nichtlinear verläuft. Bisher war es so, dass ein Widerstand konstant bleibt, unabhängig davon wie sich Strom oder Spannung ändern. In diesem Fall ist der Widerstand nicht mehr konstant und wird entweder von der Größe des fließenden Stroms oder der angelegten Spannung beeinflusst. 

1. Wird der Widerstand durch den Strom beeinflusst, so spricht man von einem 

statisch nichtlinearen stromabhängigen Widerstand.

Methode

$ R(I) = \frac{U}{I} $
2. Wird der Widerstand hingegen durch die Spannung beeinflusst, so handelt es sich um einen

statisch nichtlinearen spannungsabhängigen Widerstand.

Methode

$ R(U) = \frac{U}{I} $ 

Typische nichtlineare Widerstände

Typische nichtlineare Widerstände sind Schaltelemente wie

  • Halbleiter,
  • Spulen mit Eisenkern,
  • Gasentladungsröhren.

Ursachen für nichtlineares Verhalten von Widerständen

  • Einfluss der Stromrichtung, wie sie bei Gleichrichtern vorliegt.
  • Temperatureinflüsse,
  • Lichteinflüsse,
  • Druckeinflüsse,
  • Einfluss eine Magnetfeldes.
Kennlinie eines nichtlinearen Widerstandes
Kennlinie eines nichtlinearen Widerstandes

Hierbei gilt zu beachten, dass  

Methode

$\ R_0 = \frac{U_0}{I_0} \not= \frac{U_0 + \triangle U}{I_0 + \triangle I} $ ist.

$\rightarrow$ Der nichtlineare Widerstand ist immer vom jeweiligen Arbeitspunkt abhängig und muss für jeden Arbeitspunkt neu bestimmt werden. 

Merke

Gleiche Annahmen müssen für die Bestimmung des Leitwertes getroffen werden, da auch dieser nichtlinear ist.

$\ G_0 = \frac{I_0}{U_0} \not= \frac{I_0 + \triangle I}{U_0 + \triangle U} $