Az ellenálláson időben állandó U feszültség hatására időben állandó áram folyik át. (A ábra.) Ha az I(U) összefüggés lineáris (B ábra, b) akkor az R=U/I feszültségfüggetlen hányadost ellenállásnak nevezzük; melynek egysége 1 Ohm. A nemlineáris I(U) össze­függésű áramköri elemek (B ábra, a és c) az R_int(U)=U/I integrális és a R_diff(U)=dU/dI differenciális ellenállással jellemzhetők..

Soros kapcsolás:

R_e=R₁+R₂

Funkció: feszültségosztó

Párhuzamos kapcsolás:

1/R_e=1/R₁+1/R₂

Funkció: sönt

A híd két átellenes pontjára U₁ feszültséget kapcsolunk, a két másik pont között U₂=U₁*[R₄/(R₃+R₄)- R₂/(R₁+R₂)] feszültség mérhető.

A hídkapcsolás előnye: ha a mérendő mennyiség (pl. megvilágítás vagy hőmérséklet változása) csak az R₁ ellenállást (R₁ =R₀+ dR) változtatja meg, akkor célszerűen azonos ellenállásokat választva (legyen R₂ =R₃ =R₄ =R₀),

U₂=-U₁*dR/2R₀, vagyis U₂ az eltéréssel arányos.

Felhasználás: hőmérsékletmérés (R₁ Pt ellenálláshőmérő), fényintenzitás mérése (R₁ fényellenállás), erő-, nyomaték-, tömegmérés (R₁ nyúlásmérő bélyeg, erőmérő cella, mérlegcella), nyomásmérés (R₁ szilicium­membrán), mágneses tér mérése (R₁ magnetorezisztív elem), stb.

Dióda: igen aszimmetrikus karakterisztika, fő funkció: egyenirányítás

Zener-dióda: záróirányú letörés U_Z-nél, fő funkció: stabil feszültség beállítása

Fotodióda: a záróirányú áram a megvilá­gítással arányos

LED: nyitóirányú áram hatására világít

Optocsatoló (LED+fotodióda): galvanikus összeköttetés nélküli kapcsolat

A műveleti erősítők olyan, integrált áramkör­ként gyártott erősítők, amelyekkel a hozzá­csatolt alkatrészek jellegétől függően a bemenetre kapcsolt U_be feszültség és a kimeneten megjelenő U_ki feszültségszintek között különböző matematikai műveleteknek megfelelő, pl. az U_ki = -k*U_be, vagy U_ki = òU_bedt kapcsolatok valósíthatók meg.

Komparátor

Egyszerű alkalmazás: a komparátor

a: A kimenet feszültsége, U_ki

U_ki +U_t ha U₊ > U_-, ill.

U_ki -U_t ha U₊ < U_-.

b: Egyszerű alkalmazás digitális elektronikai célokra, 5V-os Zener-dióda felhasználásával:

U_ki +5V (high) ha U_be < 0 ill.

U_ki 0 V (low) ha U_be > 0.

Feszültségkövető, I.

Egyszerű alkalmazás: a feszültségkövető.

Minthogy a negatív visszacsatolás miatt

U_- = U_ki, ezért

U_ki = A * ( U₊ - U_- ) = A * ( U₊ - U_ki )

ahonnan átrendezéssel azt kapjuk, hogy

U_ki = U₊ * A / (1+A).

Minthogy A®¥ U_ki = U₊ = U_be.

A feszültségkövető fő szerepe, hogy nem terhel­hető feszültségforrások feszültségét terhelhetővé alakítja át..

Feszültségkövető, II.

Terhelhető feszültség előállításának módja, hogy hogy feszültségkövetőt alkalmazunk. A műveleti erősítős kapcsolásoknál alternatív megoldások lehetségesek. Például, stabil feszültség előállításának (egy stabil elem által szolgáltatott E feszültség "lekövetésenek") az ábrán látható két módja van. Mindkét módszer alkalmazásakor U_ki = E és az elemen át nem folyik áram (hiszen a bemeneteken át az erősítőbe áram nem folyhat).

Általában ilyen alternatív megoldások közül azt választjuk, amelynél mindkét bemenet földön van (B).

Invertáló erősítő

A csomóponti törvény és az 1. szabály miatt
U_be / R₁ = - U_ki / R₂ így  U_ki = - U_be * R₂ / R₁.

Megjegyzés: a nem invertáló bemenetet rendszerint egy R₁ * R₂ / [ R₁ + R₂ ] ellenálláson keresztül földeljük.

Összegző invertáló

A csomóponti törvény és az 1. szabály miatt
U₁/R₁ + U₂/R₂ +...+ U_n/R_n = -U_ki/R_n
így U_ki = - SU_i * [ R_v / R_i ] .

Ha R_v = R₁ = R₂ = ... = R_n, akkor U_ki = - SU_i; egyébként U_ki a bemenő feszültségek súlyozott összege.

DA konverter:

DA konverzió tipikus technikai megvalósítás összegző erősítővel

Nem invertáló erősítő

A csomóponti törvény miatt és az 1. szabály miatt
(U_ki - U_-) / R₂ = (U_- - 0) / R₂.

A 2. szabály miatt U_- = U₊, így

U_ki = U_be * (R₁ + R₂) / R₁.

A nem invertáló erősítő kimenő feszültsége tehát
U_ki = +k*U_be

Kivonó

A csomóponti törvény miatt és az 1. szabály miatt

(U_ki - U_-) / R₂ = (U_- - U₂) / R₁ és

(U₁ - U₊) / R₃ = (U₊ - 0) / R₄.

A 2. szabály miatt U_- = U₊ ; a három egyenletből átrendezéssel azt kapjuk, hogy

U_ki = +U₁ * [ ( 1 + R₂/R₁) / ( 1 + R₃/R₄)] -

- U₂ * [ R₂/R₁ ]

Speciális esetek:

ha R₁ = R₂ és R₃ = R₄, akkor

U_ki = +U₁ - U₂ (az áramkör egyszerű kivonó áramkör.)

ha R₁ = R₃ = R₄ = R, és R₂ = R + d

és U₁ = U₂ (a bemeneteket össze­kapcsoljuk) akkor U_ki = -2 d U₁ / R (hídkapcsolás).

Műszererősítő (instrumentációs erősítő)

U_ki = k*(U₁ - U₂) ahol k = 1 + 2*R₂ / R₁.

Az R₁ ellenállás cseréjével a k erősítés pontosan szabályozható, ezért változtatható erősítésű erősítőfokozatokban alkalmazzák.

Áram-feszültség átalakító:

Minthogy a mindkét bemenet föld­potenciálon van, és az R_m mérőellenálláson I*R_m feszültség esik,
U_ki = I * R_m

Áramerősség mérésére használjuk.

Logaritmikus erősítő

A diódák exponenciális karakterisztikájúak, vagyis I = k₁ * exp(k₂U). A neminvertáló bemenet földön van, ezért az invertáló bemenet potenciálja is mindig 0.

Legyen U_be pozitív és elegendően nagy, hogy a visszacsatoló ágban gyakorlatilag csak a felső, nyitóirányban lévő diódán folyjon át lényeges nagyságú I áram. A diódán

I = (0 - U_be) / R₁ erősségű áram folyik át, tehát

I = k₁ * exp(k₂U_ki) = (0 -U_be) / R₁ vagyis U_ki = - k₃ * log ( k₄ U_be ) .

A visszacsatoló ágban azért van két dióda, hogy pozitív és negatív feszültségek logaritmusát egyaránt lehessen képezni.

Exponenciális erősítő

A diódák exponenciális karakterisztikájúak, vagyis I = k₁ * exp(k₂U). A neminvertáló bemenet földön van, ezért az invertáló bemenet potenciálja is mindig 0. Legyen U_be pozitív és elegendően nagy, hogy gyakorlatilag csak a felső, nyitóirányban lévő diódán folyjon át lényeges nagyságú I áram. Mindkét bemenet földön van, így a visszacsatoló ágon I = (0 - U_ki) / R₁, a diódán pedig I = k₁ * exp(k₂U_be) erősségű áram folyik át. Innen U_ki = - k₁ R₁* exp ( k₂ U_be ).

A bemenetnél azért van két dióda, hogy pozitív és negatív feszültségek exponenciálisát egyaránt lehessen képezni.

A logaritmáló és az exponencializáló erősítők összehasonlításával észrevehetjük, hogy ha a visszacsatoló ágban lévő elemet felcseréljük az invertáló bemenethez vezető elemmel akkor az inverz matematikai függvényt állítjuk elő. (Ugyanez a reláció figyelhető meg a differen­ciáló és az integráló erősítők esetében is.)

Analóg szorzó: Két feszültség szorzata a log(U₁*U₂) = log(U₁) + log(U₂) azonosság felhasz­nálásával állítható elő: A feszültségeket logaritmáljuk, összeadjuk, majd exponencializáljuk.