¿Tenemos algún componente pasivo o activo cuya impedancia cambie con respecto a la diferencia de potencial aplicada en él?

¡Si! Muchos de ellos. Cada componente activo está hecho específicamente para responder a los cambios de voltaje y / o corriente cambiando la impedancia. Todos los tipos de transistores, Bipolar, JFET, MOSFET, IGBT, SCR, Triac, etc.

No todos están de acuerdo en si los diodos son activos o pasivos, pero de cualquier manera, responden a los cambios de voltaje y corriente cambiando la impedancia. A voltajes directos bajos, la corriente es muy, muy baja, por lo que la impedancia es alta. Pero a medida que aumenta el voltaje, la corriente aumenta como el cuadrado del voltaje, por lo que la impedancia disminuye drásticamente a medida que aumenta el voltaje.

Un diodo simple tiene una caída de voltaje menor que un LED, y esta curva de voltaje depende del color del LED.

Si invierte la polarización de un diodo, a voltajes más bajos la corriente es muy pequeña y se mantiene así hasta voltajes bastante altos, por lo que efectivamente la impedancia va de alto a voltajes bajos a muy alto a voltajes más altos. Luego, cuando alcanza el voltaje de ruptura inversa, la corriente aumenta repentinamente de manera precipitada, por lo que la impedancia cae drásticamente. Algunos diodos, llamados diodos Zener, están hechos para hacer esto a voltajes más bajos y deben usarse de esta manera como limitadores de voltaje o referencias de voltaje.

Muchos condensadores cerámicos tienen un efecto secundario no deseado de perder capacitancia efectiva cuando se les colocan voltajes más altos. Hay algunos condensadores cerámicos relativamente nuevos de valores inauditos en cerámica, del orden de 10uF. No es mucho para un electrolítico, pero sí muy alto para una cerámica. Sin embargo, pueden perder hasta el 50% de su capacidad efectiva a voltajes relativamente bajos en el rango de solo 12 V aproximadamente. Entonces su impedancia aumenta a medida que aumenta el voltaje.

Un MOV, también conocido como Varistor de óxido de metal, actúa un poco como dos diodos Zener en antiserie (serie pero apuntando en direcciones opuestas). Es una resistencia que mantiene una alta resistencia hasta que el voltaje alcanza un punto crítico, luego la resistencia comienza a caer algo rápidamente a medida que el voltaje sube por encima de ese voltaje de diseño. Es un dispositivo bastante más “blando” que un diodo Zener y, por lo tanto, a menudo se usa para proteger el equipo contra picos en las líneas de alimentación de CA.

Un inductor enrollado alrededor de algún tipo de núcleo de aumento de inductancia como ferrita o láminas de hierro laminado como en un transformador de CA puede estar saturado. Básicamente, con suficiente corriente a través del inductor, el núcleo de ferrita o hierro ya no puede magnetizarse y se satura. En este punto, la inductancia y la impedancia caen drásticamente.

Con un devanado adicional con muchas, muchas vueltas, una corriente relativamente pequeña puede controlar una corriente mucho más grande a través de otro devanado en el mismo núcleo. Esto se debe a que el campo magnético es proporcional al producto de amperios de corriente y vueltas de devanados, o At (amperios). Por lo tanto, 500 vueltas requieren mucho menos para saturar el núcleo que 50 vueltas.

Las resistencias a menudo tienen un cambio de resistencia no deseado con voltajes más altos. Por lo general, no es grande, y la resistencia tendría que ser bastante alta para comenzar o la resistencia se quemaría por la disipación de potencia antes de obtener un voltaje lo suficientemente alto como para cambiar su resistencia.

Un memristor es básicamente una resistencia con memoria. Cambia la resistencia semipermanentemente en función de estar expuesto a un voltaje y corriente más altos. Hemos estado tratando de hacerlos durante mucho tiempo, pero hasta hace poco, los memristores eran solo una curiosidad de laboratorio, ya que tenían una vida útil muy corta. Hay algunos diseños en el laboratorio ahora que pueden (o no) volverse fabricables. No podrá salir y comprar un solo memristor, esto es algo que terminará reemplazando cosas como la memoria Flash en esa memoria USB.

Hay una serie de dos componentes electrónicos terminales que dependen de la tensión de su valor.

Un diodo varactor (también llamado varicap) tiene una capacitancia que depende del voltaje aplicado. A menudo se usa para hacer sintonizadores u osciladores electrónicos controlados por voltaje.

Desafortunadamente, la dependencia del voltaje está presente en muchos componentes ordinarios hasta cierto punto. Se sabe que los condensadores cerámicos con dieléctricos Z5U y X7R tienen una capacitancia que varía significativamente (un pequeño porcentaje) con el voltaje. Eso los hace no lineales a una onda sinusoidal e introduce distorsión cuando se usan como componentes de filtro; Es una gran fuente de distorsión para amplificadores y filtros económicos. Los condensadores NPO o GOG o algunos policarbonatos metalizados tienen un coeficiente de capacitancia de bajo voltaje para circuitos de baja distorsión.

Las resistencias pueden calentarse de manera diferente cuando el voltaje se mantiene a través de ellas de acuerdo con P = V ^ 2 / R. Si tienen un coeficiente de resistencia a la temperatura significativo, como lo hacen todos en cierta medida, entonces la resistencia varía según el voltaje. De hecho, una clase de resistencias llamadas varistores tienen grandes coeficientes de resistencia a la temperatura tanto negativos como positivos y varían considerablemente debido a la temperatura. Los varistores PTC (coeficiente de temperatura positivo) en particular están diseñados para permitir la corriente de entrada cuando está frío y limitar la corriente una vez que se calienta.

Hay toda una clase de dispositivos que tienen alguna influencia directa o indirecta en el valor frente al voltaje aplicado, a veces pagamos mucho dinero para evitar eso.

Mirándolo de otra manera, ¿puedes pensar en un componente que no cambie la impedancia en función del voltaje? Incluso un cable se calentará ligeramente y causará un aumento de la resistencia. En la práctica, no hay componentes perfectamente lineales. Incluso los superconductores tienen límites. Por supuesto, algunos componentes son más lineales que otros.

Creo que diodo, IGBT, MOSFET tienen características que dependen del voltaje aplicado.