Qu'est-ce que la résistance négative

J'ai entendu des gens parler un peu de résistance négative, mais je ne l'ai jamais vraiment comprise. Qu'est-ce que la résistance négative?

Les résistances négatives sont un comportement dans lequel le courant et la tension sont inversement proportionnels l'un à l'autre. Un circuit normal avec une résistance suivant la loi d'Ohm a une chute de courant lorsque la tension diminue. En cas de résistance négative, le courant augmente avec une chute de tension.

Pratiquement, il n'y a rien comme une résistance négative. Son comportement juste sur le graphique VI, où il y a une pente négative, et opérant dans cette région vous donnerait un comportement de résistance négative.

Dans ce graphique ci-dessous, vous pouvez voir la région où l'élément présente un comportement de résistance négatif.

Je pense que les diodes tunnel et certains autres types de diodes présentent ce comportement.

Pour comprendre la résistance négative, commencez par ce qu'est réellement une résistance. Pour toute résistance normale (positive), c'est une mesure de la tension qui s'accumule à travers la résistance en fonction d'un courant connu. C'est exactement ce que la loi d'Ohm décrit:

  R = V / I

Ou mettez en unités communes:

  Ω = V / A

En d'autres termes, un Ohm est un Volt par Ampère. Si vous passez 1 Amp à travers une résistance et que cela fait qu'il y a 3 Volts à travers la résistance, alors vous avez une résistance de 3 Ω.

Une résistance négative n'est pas différente, juste que le signe de la résistance est négatif. Si vous mettez 1 Amp à travers une résistance de -3 Ω, vous obtenez -3 V. La raison pour laquelle cela peut sembler peu intuitif est que ces choses n'existent pas dans la nature. Je me souviens du professeur Gisser à l'université expliquant une résistance négative. Il a terminé en disant: "J'en ai un pot dans mon bureau. Vous pouvez venir plus tard et en voir si vous le souhaitez." , puis regarda autour de lui pour voir qui riait. Étonnamment, il y en avait quelques-uns qui étaient assis là avec des regards vides se demandant ce qui était si drôle.

Pour comprendre pourquoi ces choses n'existent pas naturellement, considérez le transfert de puissance. La puissance dans une charge est la tension qui la traverse multipliée par le courant qui la traverse. Notez qu'avec une résistance négative, la tension et le courant ont des signes opposés. Cela signifie que lorsque vous appliquez une tension à une résistance négative, la puissance qui y pénètre est négative, ce qui est une autre façon de dire qu'elle produit de l'énergie, pas de la dissiper. Si vous mettez -100 Ω sur une batterie de 2,2 V, les 22 mA qui circuleront chargeront la batterie, pas la décharger. Une résistance négative génère de l'énergie.

Des circuits intelligents peuvent émuler des résistances négatives, limitées à une plage de tension et de courant spécifique. Ce circuit est toujours alimenté, cependant, et ce qui y est connecté recevra une partie de cette puissance.

Il existe des dispositifs passifs qui présenteraient une résistance négative, mais ce qui se passe réellement, c'est que la pente des Volts en fonction de la courbe des ampères est négative dans certaines régions. L'amplitude réelle reste toujours positive, ce qui est une autre façon de dire que les volts en fonction de la courbe des ampères restent dans les premier et troisième quadrants (où l'appareil absorbe la puissance au lieu de la fournir). Certains types de diodes et la base d'un transistor unijonction présentent une pente négative sur une partie de leur réponse V / A. Ils sont parfois appelés dispositifs à résistance négative, même si cela se réfère uniquement à leur pente sur une plage limitée.