Rezystancja statyczna, przyrostowa i dynamiczna
W poprzednim artykule serii zajmowaliśmy się charakterystykami i wykresami pokazującymi zależność napięcia i prądu. Elementy nieomowe mają charakterystyki nieliniowe, co zdecydowanie komplikuje pojęcie rezystancji, reprezentowanej jako nachylenie charakterystyki. Oto dalsze informacje o rezystancji.
Wszyscy chcielibyśmy, żeby elektronika była bardzo prosta. Niektórzy uważają, że tak jest i że podstawą elektroniki jest prawo Ohma. Niestety, „elektroniczna rzeczywistość” prosta nie jest, czego dowodem jest choćby ten artykuł o bardzo dziwnych odmianach rezystancji (i nie tylko rezystancji).
Powtarzam jeszcze raz, że empiryczne, przybliżone prawo Ohma sprzed 200 lat dotyczy tylko „drobnego wycinka elektroniki”, a mianowicie „okoliczności przemian energii” (elektrycznej na ciepło) w metalowych drutach i rezystorach. W elektronice (i nie tylko) najważniejsza jest energia oraz przemiany i przesyłanie energii. Oporność, rezystancja zdefiniowana jako R = U / I ma niewiele wspólnego z prawem Ohma i z pracami Ohma, który nie znał ani pojęcia rezystancji, ani tym bardziej impedancji. Ohm w swoich pracach wykorzystywał takie pojęcie jak „długość znormalizowana” – według oryginalnej pisowni z XIX wieku – reduzirte Länge), o czym pisałem między innymi we wcześniejszych artykułach: Prawo Ohma, Frankenstein i gilotyna, Pierwiastkowe prawo Barlowa, logarytmiczne prawo Ohma… oraz Jedno, czy raczej… dwa prawa Ohma?. Przypominam: R = U / I I = U / R U = I × R to są uniwersalne wzory, a nie jest to prawo Ohma! Wzór R = U / I i definicja rezystancji mają natomiast ścisły związek z różnymi „dziwnymi opornościami”.
W poprzednich artykułach tej serii zatytułowanych: Rezystancja to nie (tylko) rezystor!, a w szczególności Elementy nieomowe. Czy dioda ma rezystancję? pokazałem, że dioda ma jakąś rezystancję, określoną jako stosunek napięcia i prądu (R = U / I), ale wartość tej rezystancji nie jest stała, tylko bardzo silnie zależy od wartości napięcia i prądu.
Problem w tym, że mnóstwo osób oporność, rezystancję rozumie wyłącznie jako zdolność materiału, czy raczej elementu do przeciwstawiania się przepływowi prądu. Jeszcze raz podkreślam, że przeciętnemu elektrykowi takie wyobrażenie wystarcza. Ale elektronikowi takie przekonanie ogromnie przeszkadza w zrozumieniu trudniejszych zagadnień. Liczne osoby mają trudności już z zaakceptowaniem faktu, że dioda ma rezystancję. A co dopiero z akceptacją faktu, że kabel ma jakąś dziwną rezystancję falową…
Problemu nie ma, o ile nie koncentrujemy się na rezystancji materiałowej, tylko rezystancję, oporność rozumiemy szerzej, jako stosunek napięcia i prądu (R = U / I). Tak, jak prawidłowo podaje to polska Wikipedia: rezystancja to wielkość charakteryzująca relację między napięciem a natężeniem.
W drutach i rezystorach ta relacja jest śmiesznie prosta, a przede wszystkim relacja ta jest niezmienna, niezależna od wartości napięcia i prądu. Relacja (R = U / I) jest stała, czyli ich rezystancja jest stała. I właśnie takich elementów dotyczy prawo Ohma. Elementy spełniające prawo Ohma nazywamy elementami omowymi (liniowymi).
Większość elementów elektronicznych, w tym diody, NIE spełnia prawa Ohma – to są elementy nieomowe (nieliniowe). Tak, ale wszystkie elementy w pełni i bez wyjątków podlegają uniwersalnemu wzorowi R = U / I, dotyczącemu „okoliczności” przemian energii (w tym przypadku przemiany energii elektrycznej na ciepło). Rezystancję zawsze obliczamy nie z prawa Ohma, tylko z uniwersalnego wzoru R = U / I. Natomiast mając informacje o różnych wartościach napięcia i prądu można narysować charakterystykę napięciowo-prądową.
Rezystancja jako nachylenie charakterystyki
To, że na wykresie rezystancję reprezentuje nachylenie charakterystyki jest oczywiste w przypadku elementów omowych, liniowych. Przypominam to na rysunku 1, pokazanym już w poprzednim artykule tej serii. W przypadku elementów nieomowych, nieliniowych kwestia nachylenia nie jest już tak oczywista.
Rysunek 1
Jeszcze raz zamieszczam fotografię 2 pokazującą wyniki pomiaru popularnej diody krzemowej. Zmierzone wartości naniosłem na wykres.
Fotografia 2
(…)
——– ciach! ——–
To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w lipcowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 7/2026). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite, gdzie dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 15 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 7/2026 znajduje się tutaj.
Piotr Górecki
Uwaga! Wskazówki, jak nabyć pełne wersje dowolnych numerów ZE znajdują się na stronie:
https://piotr-gorecki.pl/n11.
