熱、抵抗、電流の間に変動効果はありますか？

熱は抵抗器の抵抗を増加させ（またはコンダクタンスを減少させ）、抵抗が増加すると電流が減少すると言われています。

そのため、電流が少なくなると、放散される熱が少なくなり、抵抗が低下し、より多くの電流が流れるようになります。次に、より多くの電流、より多くの熱が...無限のサイクルのように見えます。

この変動は実際の回路で発生しますか？ある時点で停止しますか？

（これはおそらくAC回路でははるかに複雑になるため、DC回路について言及しています）

あなたが提供したアイデアで簡単な物理モデルを構築することは可能だと思います。

単純なDC回路では、定電圧Vおよびオーム抵抗Rの下で、次の電力方程式を使用できます

$$P = V i = \frac{V^2}{R}$$

我々は、システムが一定な長さL及び断面積Aを有するワイヤで形成されていると仮定した場合、抵抗Rとすることができる：

$$R = \rho \frac{L}{A}, \: where \:\: \rho = resistivity$$

小さな温度T振動のため、抵抗率にaproximatedすることができる：

$$\rho = \rho_0(1 + \alpha(T - T_0) ) = \rho_0(1 + \alpha \Delta T)$$

また、固体材料の加熱のみがあるため、ワイヤが受け取る電力は次のとおりです 最後に、このtogheterの全てになる： MCΔ ˙ T =V2

$$P = \frac{dQ}{dt} = \frac{d}{dt}(mcT) = mc \dot{T} = mc \Delta \dot{T}, \: where \:\: \Delta \dot{T} = \frac{d\Delta T}{dt} = \frac{dT}{dt}$$ 私はanaliticallyこの問題を解決する方法がわからないが、私は小さな温度変動に働いていますので、有効な近似があります： $$mc \Delta \dot{T} = \frac{V^2 A}{\rho_0 L}\frac{1}{1 + \alpha \Delta T} \Rightarrow \frac{mc \rho_0 L}{V^2 A}\Delta \dot{T} = \frac{1}{1 + \alpha \Delta T}$$ 今、我々はそれを解決することができる： MCρ0 $$\frac{1}{1 + \alpha \Delta T} \approx 1 - \alpha \Delta T$$ $$\frac{mc \rho_0 L}{V^2 A}\Delta \dot{T} + \alpha \Delta T - 1 = 0$$

その溶液は：

$$\Delta T = C e^{ - t/\tau } + \frac{1}{\alpha} \, , \: where \: \tau = \frac{m c L \rho_0}{\alpha A V^2} \: \: and \: \: C = cte$$

このモデルでは、一時的なソリューションの後に一定のソリューションが続きます。ただし、これはわずかな温度変動に対してのみ有効であることを忘れないでください。

これは、フィードバック付きの制御回路と同じ方法で分析できます。実用的な意味から、加熱は他の効果よりもはるかに遅いため、ループ方程式を支配します。そのため、応答を制限するシステムの他の要素（途方もなく巨大なインダクタ、遅延を引き起こす状態機械など）がない限り、平衡に指数関数的に近づきます。

これはPTCサーミスタのようなものです。平衡温度に達します。

発振させるには、何らかの位相シフトまたは遅延が必要です。おそらく、ヒーターの熱水が下流のサーミスターを温め、上流のヒーターへの熱を増加させるヒーター熱水を備えた大量輸送遅延を備えた発振器を作ることができます。

この変動は実際の回路で発生しますか？

これはまさにあなたが求めていたものではないと思いますが、念のため、ウインカーフラッシャーはこの動作に依存しています。

1933年特許から：

サーモスタットスイッチが閉じて、二次回路を開きます。電流が流れると、スイッチ内の金属ストリップが加熱され、拡大し、最終的に回路が開きます。冷えると縮み、再び閉じます。

いくつかの最新のもの（特に低電流LED電球が使用される場合）はデジタル/ソリッドステートですが、多くの車はまだ同じ原理を使用しています。

それは要素の熱容量に依存します。温度が収束する抵抗フィードバックオペアンプ回路のように、熱容量を下げます。熱容量は反応要素のように作用し、振動を引き起こします。エレメントの熱伝導率（外部への熱伝達速度）により、減衰するか発散するかが決まります。

記録のために、私はペドロ・エンリケ・ヴァズ・ヴァロワの答えが大好きで、それを支持しました。

単純に言った：はい過渡現象があります。

これは、RLCステップ関数回路と同じように考えることができます。ブロードライヤーを適用し、スイッチを放し、オシロスコープで過渡現象を確認し、すべてのエネルギーが定常状態に平衡するにつれて平坦な線が現れるのを確認します。スイッチを発振電圧に変え、発振電圧が存在する限り抵抗が前後に揺れるのを観察します。

そしてそれは非常に現実的な問題です

CPUやその他の高密度/高周波チップに大きなホーン型冷却システムが取り付けられている多くの理由の1つは、加熱効果に対処したくない（必死にしない）ことです。抵抗器メーカーは、製品の抵抗のばらつきを最小限に抑えるために多大な努力を払っています。

Vishayフォイル抵抗器のFelix Zandman博士とJoseph Szwarc博士から今年発表された「抵抗/温度特性の非線形性：精密抵抗器の性能への影響」を読むのは時間の価値があります。

熱は抵抗器の抵抗を増加させ（またはコンダクタンスを減少させ）、抵抗が増加すると電流が減少すると言われています。

抵抗の構成要素に依存します。それらのほとんどは正の温度係数を持っていますが、負の温度係数を持つものを作ることはかなり可能です。

この変動は実際の回路で発生しますか？

一般的にいや、通常、それらは徐々に定常状態の温度に向かっていく傾向があります。

いいえ。温度は平衡に近づきますが、オーバーシュートしないので、方向を変えて戻る必要があります。

最初は電流なしで室温にある抵抗器を考えてください。

次に、定電圧に接続します。電流はすぐにオームの法則によって決定される値まで増加します。

$$I = {E \over R} \tag 1$$

抵抗器は、ジュール加熱により電気エネルギーを熱エネルギーに変換します。

$$P_J={E^2 \over R} \tag 2$$

また、温度に比例した割合で環境への熱を失います。サイズ、形状、気流などを組み合わせて、熱抵抗として特徴付けることができます$R_\theta$ワットあたりケルビンの単位。もし$\Delta T$ は、周囲温度を超える抵抗器の温度であり、環境で失われる熱エネルギーの割合は次の式で与えられます。

$$P_C = {\Delta T \over R_\theta} \tag 3$$

抵抗器が暖かくなると、抵抗が増加するため、環境への熱エネルギーがより速く失われます $\Delta T$。その損失率（式3）がジュール加熱によるエネルギーゲインの率（式2）と等しくなると、抵抗器は温度平衡に達しました。

一般的な正の温度係数を仮定すると、式2は温度の上昇とともに減少します。式3は、温度が高くなると増加します。ある時点で、抵抗器が十分に温まり、それらが等しくなります。抵抗器がこの平衡を「オーバーシュート」するメカニズムはないため、抵抗器のウォームアップから冷却までを行う必要があります。方程式2と3が等しくなると、温度、抵抗、および電流は平衡に達し、それらをさらに変更する理由はありません。

単純なモデルでは、電流は抵抗の直接関数であり、抵抗は温度の直接関数です。しかし、温度は電流の直接的な関数ではありません。電流は生成される熱量を支配し、温度の経時変化に影響を与えます。

線形レジームでは、これは一次方程式に対応します

$$\frac{dT}{dt}=-\lambda(T-T_0).$$

係数が負であるため（温度が上昇すると電流が増加し、熱量が減少し、最終的に温度が低下します）、システムは安定し、定常状態に収束します。

また、いずれにしても、一次システムには振動モードがありません。

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このような動作を可能にするには、負の熱係数などの不安定性の原因と、2番目の微分器が必要です。

異なる材料は、その熱プロファイルを含む異なる伝導特性を持っています。つまり、同じ電流が流れると、一部の材料が他の材料よりもはるかに熱くなることがあります。これが、抵抗器などのコンポーネントに公差がある理由の1つです。

あなたが説明する温度変動は実際の回路では実際には起こりません。代わりに、電流が流れ始めると抵抗器は加熱されますが、電流からの発熱量が周囲の空気に放射される熱量と一致する平衡点に達します。その後、抵抗の温度は安定したままであり、実際の抵抗は安定したままであり、電流は安定したままです。

実際、昔はこのためのきちんとしたアプリケーションがありました。車のウインカーは、バイメタルサーマルスイッチによって操作されていました。ウィンカーライトが点灯すると、バイメタルが加熱されて、回路が開きます。その後、熱が放散され、スイッチが冷却されて再び閉じます。

すべての車がまだバイメタルスイッチを使用しているかどうかはわかりませんが、一部の車は現在コンピューター制御を使用していると思います。