नकारात्मक प्रतिरोध का भौतिक अर्थ क्या है?


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मैं नकारात्मक प्रतिरोध के भौतिक अर्थ के बारे में थोड़ा भ्रमित हूं।

गणितीय रूप से, एक घटक जिसका नकारात्मक प्रतिरोध होता है, अपने टर्मिनल पर घटते वोल्टेज को दिखाता है जब इसके अंदर का वर्तमान बढ़ता है, और इसके विपरीत। लेकिन यह शारीरिक रूप से कैसे संभव है?

कहीं मैंने पढ़ा है कि नकारात्मक प्रतिरोध के साथ घटक का एक उदाहरण एक वोल्टेज स्रोत है। लेकिन मुझे यह कथन समझ में नहीं आता है, क्योंकि एक वोल्टेज स्रोत एक घटक है जो अधिकांश में एक (सकारात्मक) आंतरिक प्रतिरोध दिखाता है।


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हो सकता है कि यदि आप श्रृंखला (वोल्टेज विभक्त) में दो प्रतिरोधों के साथ एक सर्किट देखते हैं, तो मध्य 2.5V में, नकारात्मक प्रतिरोध के साथ एक घटक को वोल्टेज को हटाने के बजाय 'वोल्टेज जोड़ने' के लिए कहा जा सकता है ... लेकिन मैं एक वास्तविक उत्तर छोड़ता हूं विशेषज्ञों यहाँ ;-)
मिशेल Keijzers 16:25

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माइनस आर शक्ति प्रदान करेगा, शक्ति का प्रसार नहीं करेगा।
एनालॉगसिस्टम एसआरएफ

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दो प्रकार 'एस' और 'एन' हैं। en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/…
विकल्प

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एक वोल्टेज स्रोत में नकारात्मक प्रतिरोध नहीं है, इसमें शून्य प्रतिरोध है। यदि आपके पास ऐसा कोई उपकरण है, तो ध्यान रखें कि इसे शून्य ओम अवरोधक से कम न करें। मैं इस तरह के सर्किट में विस्थापित शक्ति की गणना नहीं कर सकता।
richard1941

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आर्क डिस्चार्ज को एक नकारात्मक प्रतिरोध के रूप में तैयार किया जाता है।
KalleMP

जवाबों:


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ऐसे कई तंत्र हैं जिनका परिणाम एक ऐसे क्षेत्र में होता है जहां स्थानीय स्तर पर वोल्टेज बढ़ने से स्थानीय स्तर पर विद्युत प्रवाह कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, एक एसाकी (सुरंग) डायोड

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

एक सामान्य उदाहरण एक स्थिर लोड के साथ एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति होगी। दक्षता को अधिक या कम स्थिर मानकर, इनपुट वोल्टेज के परिणाम को बढ़ाकर कम वर्तमान में खींचा जा रहा है। हालांकि यह हमेशा ऊर्जा की खपत करता है।

एक स्टैंड-अलोन घटक जो नकारात्मक प्रतिरोध को दर्शाता है (नकारात्मक अंतर प्रतिरोध के बजाय) घटक के भीतर किसी प्रकार के ऊर्जा स्रोत के बिना संभव नहीं है, अन्यथा यह ऊर्जा के संरक्षण का उल्लंघन करेगा ( पी=2/आर ) और नकारात्मक पी यह संकेत देगा। एक शक्ति स्रोत के रूप में कार्य कर रहा है।


आप एक नकारात्मक प्रतिरोध प्रभाव के साथ खेलने के लिए चाहते हैं, एक तरह से एक का उपयोग करने के (यह मानते हुए आप एक छोर पर आधारित किया जा रहा कोई आपत्ति नहीं है) है नकारात्मक प्रतिबाधा कनवर्टर :

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध

उपरोक्त सर्किट एक अंत-ग्राउंडेड (इसकी रैखिक सीमा के भीतर) के साथ -10K अवरोधक की तरह काम करता है, और लगभग शून्य वोल्ट तक काम करता है। यह जितनी भी बिजली पैदा करता है वह ऑप-एम्प सप्लाई से आता है।


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यह वास्तव में आपके द्वारा चुने गए एक उदाहरण डिवाइस का एक अच्छा विकल्प है।
फोटॉन

@ ThePhoton योग्य, महान दिमाग और वह सब।
स्परोहो फेफेनी

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@ जे ... नहीं, यह वास्तव में नकारात्मक अंतर प्रतिरोध है। आप इसमें एक कठोर वोल्टेज डालते हैं और इसे दोलन से रखते हैं जिससे करंट उस वक्र का अनुसरण करेगा। उदाहरण के लिए देखें, वांग एट अल द्वारा स्थिर गैर-ऑसिलेटरी सर्किट शर्तों के तहत टनल डायोड के डीसी लक्षण वर्णन
Spehro Pefhany

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यह "टाइप एन" डिवाइस का एक उदाहरण है। "प्रकार एस" डिवाइस भी हैं।
richard1941

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इस संदर्भ में, हमें (1) शुद्ध अंतर (गतिशील) नकारात्मक के बीच भेदभाव करना होगा । प्रतिरोध (जैसा कि अन्य उत्तरों के उदाहरणों में दिखाया गया है) और (b) एक स्थैतिक नकारात्मक प्रतिरोध।

एक अंतर नकारात्मक के लिए। प्रतिरोध (rdiff) वर्तमान CHANGES नकारात्मक हैं, एक स्थिर नकारात्मक के लिए। प्रतिरोध का प्रतिरोध ही नकारात्मक संकेत है।

मेरे निम्नलिखित उत्तर केवल स्थिर नकारात्मक अवरोधक की चिंता करते हैं:

इस तरह के एक तत्व एक वोल्टेज स्रोत द्वारा संचालित एक चालू - "उपभोग" नहीं करता है, लेकिन - दूसरा तरीका गोल - यह वोल्टेज स्रोत में एक विपरीत दिशा में एक वर्तमान (वोल्टेज।) ड्राइव करता है।

इसलिये। यह एक वोल्टेज-नियंत्रित वर्तमान स्रोत है । इस तरह के सर्किट के लिए केवल सक्रिय अहसास संभव है (ट्रांजिस्टर का उपयोग करना - या ज्यादातर मामलों में - opamps)। सबसे लोकप्रिय सर्किट एनआईसी (नकारात्मक-प्रतिबाधा कनवर्टर) है


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यहाँ दिखाया गया एक "टाइप-ए" एनआईसी ब्लॉक है। जमीनी अवरोधक (प्रतिबाधा) R3 एक रूपांतरण कारक (-R1 / R2) के साथ ऋणात्मक अवरोधक (प्रतिबाधा) में परिवर्तित हो जाता है। यह टाइप शॉर्ट-सर्किट है। स्थिर। (एक ओपन-सर्किट स्थिर एनआईसी के परिणाम इंटरचेंज्ड ओपम्प इनपुट के लिए)।

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध

टिप्पणियाँ: दिखाया गया एनआईसी स्थिर है जब तक वोल्टेज स्रोत के स्रोत प्रतिरोध (आंकड़े में नहीं दिखाया गया है) आर 1 से छोटा है। ये एनआईसी ब्लॉक अवांछित सकारात्मक (परजीवी) प्रतिरोधों के साथ फिल्टर, ऑसिलेटर और अन्य प्रणालियों को अनडिम्फ करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। गणितीय रूप से, उन्हें श्रृंखला में "सामान्य" प्रतिरोधों और समानांतर संयोजनों के रूप में माना जा सकता है - हालांकि, निश्चित रूप से एक नकारात्मक संकेत के साथ।

एक बहुत लोकप्रिय अनुप्रयोग "एनआईसी इंटीग्रेटर" (या "डेबो इंटीग्रेटर") है, जहां एक एनआईसी ब्लॉक एक साधारण आरसी लोअरपास के आम नोड से जुड़ा है। इस मामले में, एनआईसी पोस की भरपाई कर सकता है। रोकनेवाला आर - इस प्रकार एक वर्तमान स्रोत जैसा दिखता है जो इंटरगेटिंग कैपेसिटर को लोड करता है।


आपने दो बार उत्तर क्यों दिया?
पाइप

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यह दुर्घटना से हुआ था ..... मैंने आकृति (बाद में) को शामिल करने की कोशिश की है - और अचानक दो जवाब दिए गए थे ...
लविवि

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कहीं मैंने पढ़ा है कि नकारात्मक प्रतिरोध के साथ घटक का एक उदाहरण एक वोल्टेज स्रोत है। लेकिन मुझे यह कथन समझ में नहीं आता है, क्योंकि एक वोल्टेज स्रोत एक घटक है जो अधिकांश में एक (सकारात्मक) आंतरिक प्रतिरोध दिखाता है।

शायद एक वोल्टेज स्रोत का उल्लेख किया गया है, क्योंकि हम सभी जानते हैं कि एक आदर्श वोल्टेज स्रोत में शून्य आंतरिक प्रतिरोध होना चाहिए: एक अच्छा एक छोटे से सकारात्मक प्रतिरोध होगा, जिसमें लोड में जाने वाले किसी भी तार प्रतिरोध को जोड़ा जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक रूप से विनियमित आपूर्ति के लिए, उत्पादन प्रतिरोध को शून्य से नकारात्मक प्रतिरोध क्षेत्र में बाध्य करना संभव है। यह कुछ लोड करंट को राउट करके किया जाता है ताकि वोल्टेज नोड को विनियमित करके ऐसी दिशा में समायोजित किया जाए कि आउटपुट वोल्टेज को मजबूर किया जाए। नकारात्मक उत्पादन प्रतिरोध वाले सामान्य LM317 नियामक का एक उदाहरण नीचे दिखाया गया है - सावधान रहें, कुछ भार जंगली परिणाम उत्पन्न करते हैं:

ढांच के रूप में


आरएल

  • 5 ओम पर, Rload पर वोल्टेज ड्रॉप 4.322V है

  • 15 ओम पर, Rload पर वोल्टेज ड्रॉप 3.993V है

उस 1-ओम रोकनेवाला का परिणाम, (और लोड के वर्तमान से गुजरने की दिशा) इस वोल्टेज की आपूर्ति को नकारात्मक प्रतिरोध करने के लिए मजबूर करता है: भारी भार पर, आउटपुट वोल्टेज ऊपर जाता है। यह वोल्टेज वृद्धि तार प्रतिरोध में वोल्टेज ड्रॉप की भरपाई कर सकती है।


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कुछ भी जो वर्तमान में वृद्धि के साथ वोल्टेज में गिरावट का नकारात्मक प्रतिरोध करता है।

बिजली स्रोतों में यह संपत्ति है। वृद्धिशील नकारात्मक प्रतिरोध के साथ निष्क्रिय घटक शामिल हैं; किसी भी गैस डिस्चार्ज बल्ब या चाप, हिमस्खलन प्रभाव डायोड, टनल डायोड, एससीआर ट्रिगर चरण के दौरान।

https://en.wikipedia.org/wiki/Negative_resistance


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लेकिन यह शारीरिक रूप से कैसे संभव है?

एसाकी डायोड और ग्लो ट्यूब जैसे कुछ घटकों में एक IV वक्र होता है जो पूरी तरह से I और III क्वाड्रंट में होता है, लेकिन एक सीमित सीमा पर एक नकारात्मक ढलान क्षेत्र होता है। इस क्षेत्र में, डिवाइस के एक छोटे-सिग्नल वाले मॉडल में नकारात्मक प्रतिरोध होगा।

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

( छवि स्रोत )

एसाकी डायोड में, यह व्यवहार टनलिंग करंट के कारण होता है जो कम पूर्वाग्रह पर संभव है लेकिन उच्च पूर्वाग्रह वोल्टेज पर नहीं।

सीमित सीमा पर नकारात्मक इनपुट प्रतिरोध के साथ एक ऑप-एम्प सर्किट बनाना भी संभव है। आईवी वक्र भी II और IV क्वैडेंट्स से गुजर सकता है क्योंकि बिजली को ऑप-एम्प के पावर टर्मिनलों से आपूर्ति की जा सकती है।

कहीं मैंने पढ़ा है कि नकारात्मक प्रतिरोध के साथ घटक का एक उदाहरण एक वोल्टेज स्रोत है।

नियत लोड के साथ एक विनियमित स्विचिंग आपूर्ति के इनपुट पक्ष को देखते हुए, यह अक्सर एक नकारात्मक प्रतिरोध के रूप में दिखाई देगा।

ऐसा इसलिए है क्योंकि यह एक निरंतर बिजली लोड है। यदि इनपुट वोल्टेज गिरता है, तो नियामक सर्किट वांछित आउटपुट वोल्टेज के साथ लोड की आपूर्ति जारी रखने के लिए वर्तमान में खींची गई वृद्धि करेगा।


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हालांकि नकारात्मक प्रतिरोध रहस्य में उलझा हुआ है, वास्तव में यह काफी सरल अवधारणा है। प्रतिरोधों के पार वोल्टेज की बूंदों का विश्लेषण करके इसे आसानी से समझाया जा सकता है।

धनात्मक अवरोधक इनपुट वोल्टेज से अपने वोल्टेज ड्रॉप को घटाता है, इस प्रकार वर्तमान को कम करता है जबकि (S- आकार का) ऋणात्मक रोकनेवाला इनपुट वोल्टेज में अपने वोल्टेज ड्रॉप को जोड़ता है जिससे वर्तमान में वृद्धि होती है। तो सकारात्मक प्रतिरोध बाधित होता है जबकि नकारात्मक प्रतिरोध वर्तमान में मदद करता है।

मुख्य प्रश्न यह है, "नकारात्मक अवरोधक अपने वोल्टेज को कैसे जोड़ता है?" इसे करने के लिए दो तकनीकें हैं जो दो प्रकार के नकारात्मक प्रतिरोध की ओर ले जाती हैं - अंतर और निरपेक्ष

एस-आकार का एनडीआर - ऑपरेशन

नकारात्मक अंतर रोकनेवाला , संक्षेप में, एक सकारात्मक अवरोधक है जो इनपुट वोल्टेज से अपने वोल्टेज ड्रॉप V = IR को घटाता है। लेकिन सकारात्मक प्रतिरोधक के विपरीत जिसमें निरंतर प्रतिरोध होता है, यह एक गतिशील अवरोधक होता है जो वर्तमान थोड़ा बढ़ने पर इसके प्रतिरोध को काफी कम कर देता है। नतीजतन, वृद्धि के बजाय, वोल्टेज ड्रॉप (बढ़ती मैं और अधिक सख्ती से घटते आर का उत्पाद) घट जाती है ... और यह वोल्टेज जोड़ने के बराबर है। यह चाल है - नुकसान कम करना वास्तव में एक लाभ है

यह भी देखें: नकारात्मक विभेदक प्रतिरोध घटना का प्रदर्शन

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

निरपेक्ष नकारात्मक प्रतिरोध एक अधिक प्राकृतिक तरीके से किया जाता है - एक गतिशील वोल्टेज स्रोत द्वारा (इलेक्ट्रॉनिक सर्किट) द्वारा। यह अपने वोल्टेज को आनुपातिक रूप से करंट में बदलता है (एक सकारात्मक अवरोधक की तरह) लेकिन इसे इनपुट वोल्टेज (घटाना के बजाय) में जोड़ता है। जोड़ के प्रयोजन के लिए, इस वोल्टेज में एक विपरीत ध्रुवता है; इसलिए इस सर्किट का नाम है - "वोल्टेज व्युत्क्रम नकारात्मक प्रतिबाधा परिवर्तक" (VNIC)।

यह भी देखें: वोल्टेज उलटा के साथ नकारात्मक प्रतिबाधा कन्वर्टर्स के रैखिक मोड की जांच

तो, "नकारात्मक प्रतिरोध का भौतिक अर्थ" "गतिशील अवरोधक" या "गतिशील स्रोत" है। लेकिन इस सब का क्या मतलब है? किस नकारात्मक प्रतिरोध का उपयोग किया जा सकता है?

नकारात्मक प्रतिरोध समकक्ष सकारात्मक प्रतिरोध की भरपाई कर सकता है । उदाहरण के लिए, यदि हम श्रृंखला में एस-आकार के नकारात्मक अवरोधक को उसी प्रतिरोध के साथ सकारात्मक प्रतिरोधक से जोड़ते हैं, तो समकक्ष प्रतिरोध शून्य होगा। सकारात्मक रूप से, नकारात्मक प्रतिरोध ने सकारात्मक प्रतिरोध को "नष्ट" कर दिया है और दो प्रतिरोधों का संयोजन तार के एक टुकड़े के रूप में कार्य करता है। गणितीय रूप से, यह केवल R - R = 0 है ... लेकिन हमें, मनुष्य को, अधिक "भौतिक" स्पष्टीकरण की आवश्यकता है ... और वहां यह है:

  • विभेदक नकारात्मक प्रतिरोध । यदि इनपुट स्रोत करंट को बढ़ाने की कोशिश करता है, तो पॉजिटिव रेसिस्टर में वोल्टेज कम हो जाता है और इससे करंट प्रभावित होता है। लेकिन नकारात्मक रोकनेवाला सख्ती से एक ही मूल्य से वोल्टेज ड्रॉप को कम करने के लिए अपने प्रतिरोध को कम कर देता है। पूरे नेटवर्क में कुल वोल्टेज नहीं बदलता है; यह शून्य अंतर प्रतिरोध के साथ जेनर डायोड की तरह व्यवहार करता है। इसलिए डिफरेंशियल निगेटिव रेसिस्टर , पॉजिटिव रेसिस्टर के पार वोल्टेज ड्रॉप के बदलाव की भरपाई करता है ... बहुत ड्रॉप नहीं।
  • पूर्ण नकारात्मक प्रतिरोध । यह एक ही वोल्टेज को सम्मिलित करके पूरे वोल्टेज ड्रॉप को पॉजिटिव रेसिस्टर (केवल परिवर्तन नहीं) भर देता है। इस उद्देश्य के लिए, यह विपरीत ध्रुवता के साथ एक अतिरिक्त वोल्टेज स्रोत का उपयोग करता है। पूरे नेटवर्क में कुल वोल्टेज न केवल निरंतर है बल्कि शून्य है। नेटवर्क वास्तव में "तार का टुकड़ा" के रूप में व्यवहार करता है और वर्तमान को बाधित नहीं करता है। इस व्यवस्था के लोकप्रिय उदाहरण हैं ट्रांसम्पेडेंस एम्पलीफायर और इनवर्टिंग एम्पलीफायर जहां ऑप-एम्प आउटपुट एक पूर्ण नकारात्मक "रोकनेवाला" के रूप में कार्य करता है। यह समान वोल्टेज के साथ भर में वोल्टेज ड्रॉप की भरपाई करके प्रतिक्रिया प्रतिरोध को नष्ट कर देता है।

साधारण वोल्टेज स्रोत एक नकारात्मक "अवरोधक" नहीं है क्योंकि इसका वोल्टेज आनुपातिक रूप से वर्तमान में नहीं बदलता है ... यह गतिशील नहीं है ... यह निरंतर है। बल्कि हम इसे "जेनर डायोड" के रूप में सोच सकते हैं।

यह संभावना है कि ResearchGate में संबंधित चर्चा आपके लिए महत्वपूर्ण होगी:

और दो और प्रकार के नकारात्मक प्रतिरोध क्यों हैं?


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एक सही नकारात्मक रोकनेवाला असंभव है, लेकिन एक सीमित सीमा से अधिक डिवाइस में नकारात्मक प्रतिरोध विशेषताएं हो सकती हैं।

एक गैर-रेखीय डिवाइस का प्रतिरोध बदलता रहता है और किसी दिए गए वोल्टेज पर समकक्ष प्रतिरोध रेखा के ढलान के बराबर होता है। यदि ढलान किसी श्रेणी में ऋणात्मक है, तो उस श्रेणी का ऋणात्मक प्रतिरोध होता है।

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Mattmann944 ... मुझे लगता है कि यह जोड़ना महत्वपूर्ण है कि आपका उदाहरण केवल DIFFERENTIAL (गतिशील) नकारात्मक प्रतिरोध की चिंता करता है !! आपके "नकारात्मक। प्रतिरोध" वक्र पर प्रत्येक कार्य बिंदु एक स्थिति स्थिर प्रतिरोध जैसा दिखता है। इससे अधिक, एक "पूर्ण" नकारात्मक अवरोधक संभव है, वास्तव में (हालांकि, जैसा कि प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक भाग सही हो सकता है ....)। कोई भी ओमिक रोकनेवाला "सही" नहीं है।
लविवि

हां, आपका जवाब तकनीकी रूप से मेरा है। ओपी कॉलेज का छात्र नहीं दिखता है, इसलिए मैंने इसे सरल रखने की कोशिश की। मैंने केवल विभेदक अर्थ में उपयोग किए गए नकारात्मक प्रतिरोध को देखा है। अधिकतर विकिपीडिया लेख विभेद को समर्पित है। मैंने ढलान कहा, जिसका अर्थ है अंतर।
मटका 944

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वाक्य के बारे में:

कहीं मैंने पढ़ा है कि नकारात्मक प्रतिरोध के साथ घटक का एक उदाहरण एक वोल्टेज स्रोत है।

मुझे लगता है कि "नकारात्मक स्रोत वाला वोल्टेज स्रोत" एक महत्वपूर्ण गलतफहमी है।

त्रुटि शायद निम्नलिखित है:

एक सामान्य स्रोत U = U0 - R I वितरित करता है।

यदि U0 को 0 वोल्ट पर सेट किया जाता है, तो अभिव्यक्ति U = -R I बन जाती है।

यह सोचने के लिए लुभाया जाता है कि रोकनेवाला नकारात्मक है।

वास्तव में, ऋण चिन्ह यू और आई के संकेत का वर्णन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सम्मेलनों से आता है। ये कन्वेंशन स्रोतों और निष्क्रिय घटकों के लिए अलग-अलग हैं।

ज्यादातर, और रोजमर्रा की जिंदगी में सबसे ऊपर, यह सम्मेलन स्रोतों के लिए "सक्रिय संकेत सम्मेलन" है और प्रतिरोधों के लिए "निष्क्रिय संकेत सम्मेलन" ( विकी लिंक )

बहुत से लोग इस बात से अवगत नहीं हैं कि जब वे U = U0 - RI को स्रोत के लिए लिखते हैं और U = RI को रोकने वाले के लिए उसी कन्वेंशन का उपयोग नहीं करते हैं


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डीसी-डीसी कनवर्टर इनपुट एक नकारात्मक प्रतिरोध का एक अच्छा उदाहरण है। जैसे-जैसे वोल्टेज नीचे जाता है, वैसे-वैसे विद्युत उत्पादन प्रदान करने के लिए करंट बढ़ता है। इसके अलावा एक op amp सर्किट द्वारा एक नकारात्मक प्रतिरोध बनाया जा सकता है।


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एक सरल तरीके से, प्रतिरोध वोल्टेज और करंट के बीच का अनुपात है, यदि आप वोल्टेज को एक निश्चित घटक में मौजूद वर्तमान के आधार पर साजिश करते हैं, तो प्रतिरोध इन चरों के बीच ढलान के रूप में दिखाई देगा। एक भौतिक तरीके से, एक सकारात्मक प्रतिरोध का मतलब है कि अगर किसी घटक का वोल्टेज बढ़ जाता है, तो जो धारा प्रवाहित होती है वह भी ऊपर उठती है, अन्यथा, एक नकारात्मक प्रतिरोध का मतलब है कि जब घटक का वोल्टेज बढ़ता है, तो वर्तमान में गिरावट आती है।

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