Diferentsiaaltakistus

Diferentsiaaltakistus ehk dünaamiline takistus on elektrotehnikas takistus, mis väljendab elektrivoolu muutuse sõltuvust pinge muutusest. Diferentsiaaltakistus on vajalik mittelineaarse pinge-voolu karakteristikuga ehk tunnusjoonega elektronseadiste takistuse väljendamiseks muutuva pinge või vooluga elektriahelates, sealhulgas ka nõrga vahelduvsignaali ahelates.

Kui vool elektriahelas sõltub pingest lineaarselt, siis on vool pingega võrdeline (näiteks kui püsitakistil pinge suureneb kahekordselt, siis ka vool suureneb kaks korda). Pinge-voolu tunnusjooneks on sel juhul sirge, mis algab koordinaatide nullpunktist (joonisel sirge B) ja kehtib Ohmi seadus, mille kohaselt  R = U/I. (Kõrvalolevail graafikuil on pinge tähiseks V.)

Mittelineaarse pinge-voolu tunnusjoone korral aga on jagatis U/I iga pinge-voolu paari jaoks erisugune ja seadise või elektriahela takistust ei saa väljendada mingi ühe takistusväärtusega. Väikeses pingemuutuse ulatuses valitud tööpunkti (A) ümbruses võib U-I-sõltuvuse siiski lugeda lineaarseks. Selles piiratud ulatuses on voolu sõltuvus pingest  määratud sirgega C, mis on tunnusjoone puutuja punktis A. Diferentsiaaltakistuse määrab selle sirge kaldenurk pingetelje suhtes: mida suurem nurk, seda väiksem takistus. 

Kui pinge-voolu tunnusjoonel on langev osa (punane tunnusjoone lõik alumisel graafikul), siis selles osas on diferentsiaaltakistus negatiivne, s.t pinge suurenemisel vool väheneb (ja vastupidi). Niisugune langev osa on näiteks tunneldioodi U-I-karakteristikul.

Valitud tööpunkti A ümbruses (vastavalt punkt  P negatiivse diferentsiaaltakistuse graafikul) saab arvutada diferentsiaaltakistuse pingete ja voolude vahede järgi valemiga  

kus ΔU on pingemuutus vahemikus U1 ‒ U2 ja Δi  on vastav voolumuutus vahemikus i1 ‒ i2.

Niisiis on diferentsiaaltakistus seotud teatud kindlate voolu või pinge vahemikega. Näiteks kui stabiliseerimisdioodi läbivale voolule 8 mA vastab pinge 5,98 V ja voolu tugevnemisel 32 mA-ni mõõdetakse pingeks 6,04 V, siis ΔU = 6,04 ‒ 5,98 = 0,06 V ning ΔI = 32 ‒ 8 = 24 mA = 0,024 A ja diferentsiaaltakistus r = 0,06/0,024 = 2,5 Ω. See takistus on palju väiksem kui pinge ja voolu mõõtepaaride järgi arvutamisel saadav tulemus.

Välislingid
 Dynamic Resistance
 Differential resistance for a zener
 Negative-resistance circuits

Kategooria:Elektrotehnika
Kategooria:Elektroonika