O que é resistência negativa

Ouvi algumas pessoas falarem um pouco sobre resistência negativa, mas nunca realmente a entendi. O que é resistência negativa?

Resistências negativas é um comportamento em que a corrente e a tensão são inversamente proporcionais entre si. Um circuito normal com um resistor seguindo a lei de ohm tem uma queda de corrente quando a tensão diminui. No caso de uma resistência negativa, a corrente aumenta com uma queda de tensão.

Praticamente, não há nada como um resistor negativo. Seu comportamento justo no gráfico VI, onde há uma inclinação negativa, e operar nessa região daria a você um comportamento de resistência negativa.

Neste gráfico abaixo, você pode ver a região em que o elemento mostra um comportamento de resistência negativo.

Penso que os díodos de túnel e outros tipos de díodos apresentam este comportamento.

Para entender a resistência negativa, comece com o que realmente é uma resistência. Para qualquer resistência normal (positiva), é uma medida de quanta tensão se acumula no resistor em função de uma corrente conhecida. É exatamente isso que a lei de Ohm descreve:

  R = V / I

Ou coloque em unidades comuns:

  Ω = V / A

Em outras palavras, um Ohm é um Volt por Amp. Se você passar 1 Amp através de um resistor e isso causar 3 Volts no resistor, você terá um resistor de 3 Ω.

Uma resistência negativa não é diferente, apenas que o sinal da resistência é negativo. Se você colocar 1 Amp através de um resistor de -3 Ω, obtém -3 V. O motivo pelo qual isso pode parecer pouco intuitivo é porque essas coisas não existem na natureza. Lembro-me do professor Gisser na faculdade explicando a resistência negativa. Ele terminou dizendo: "Tenho um pote deles no meu escritório. Você pode vir mais tarde e ver alguns, se quiser". , depois olhou em volta para ver quem ria. Surpreendentemente, havia alguns que estavam sentados lá com olhares em branco se perguntando o que era tão engraçado.

Para entender por que essas coisas não existem naturalmente, considere a transferência de energia. Potência em uma carga é a tensão que atravessa vezes a corrente através dela. Observe que, com uma resistência negativa, a tensão e a corrente têm sinais opostos. Isso significa que, quando você aplica uma tensão a uma resistência negativa, a energia nela é negativa, o que é outra maneira de dizer que está produzindo energia, não a dissipando. Se você colocar -100 oss em uma bateria de 2,2 V, os 22 mA que fluirão carregarão a bateria, não a descarregarão. Uma resistência negativa gera energia.

Circuitos inteligentes podem emular resistores negativos, limitados a uma faixa específica de tensão e corrente. Porém, esse circuito é sempre alimentado e o que está conectado a ele recebe um pouco dessa energia.

Dizem que existem dispositivos passivos que exibem resistência negativa, mas o que realmente está acontecendo é que a inclinação dos Volts em função da curva Amps é negativa em alguma região. A magnitude real ainda permanece positiva, o que é outra maneira de dizer que o Volts em função da curva Amps permanece no primeiro e no terceiro quadrantes (onde o dispositivo absorve energia em vez de fornecê-la). Certos tipos de diodos e a base de um transistor unijunção exibem inclinação negativa sobre parte de sua resposta V / A. Às vezes, eles são chamados de dispositivos de resistência negativa, embora isso se refira apenas à sua inclinação em um intervalo limitado.