Graf závislosti prúdu od napätia
Prečo sa prúd žiarovky nezdvojnásobí, keď zdvojnásobíš napätie?
Čo sa naučíš
- Prečítam odpor ako prevrátenú smernicu priamky.
- Odliším lineárny rezistor od modelu žiarovky.
Experiment
Graf I–U ohmického rezistora je priamka cez začiatok. Smernica je 1/R. Žiarovka má R = R0(1 + kP), preto prúd nerastie úmerne a krivka sa ohýba.
Načítavam simuláciu…
Vyskúšaj
Leží bod 12 V na priamke rezistora 4 Ω?
Prečítať prúd 3 A v režime grafu.
- Vyber graf prúdu a napätia.
- Nastav 12 V a 4 Ω.
- Porovnaj bod s priamkou.
Prúd je 3 A.
Overenie pochopenia
Na priamke rezistora stúpne prúd z 0 na 2 A, keď napätie stúpne z 0 na 8 V. Aký je odpor?
Graf modelu žiarovky:
Vysvetlenie
Pri režime grafu ležia body na priamke. Prepnutie na žiarovku tú priamku ohne: pri vyššom napätí rastie prúd pomalšie, lebo horúce vlákno má väčší odpor.
Ak R nezávisí od U, je I priamo úmerné U. Smernica priamky je 1/R, nie R. Väčší odpor dáva plochejšiu priamku. Žiarovka nie je ohmická. Model R = 4·(1 + 0,02·P) je školská dohoda, nie údaj žiarovky z obchodu. Preto pri polovičnom napätí netečie presne polovičný prúd.
Pojmy
- Lineárny graf
- Priamka. Patrí ohmickému rezistoru.
- Smernica
- Podiel zmeny prúdu a zmeny napätia, teda 1/R.
Príklad
Rezistor 4 Ω má pri 0 V prúd 0 A, pri 8 V prúd 2 A a pri 12 V prúd 3 A. Body sedia na jednej priamke.
Čo sa často mýli
- Strmší graf neznamená väčší odpor. Znamená väčší prúd pri tom istom napätí.
- Ohyb žiarovky nie je chyba merania.
Čo model zjednodušuje
Konštanty žiarovky sú zvolené pre čitateľný graf. Skutočné vlákno treba merať, nie odpisovať z tohto k.
Vzorce
Smernica grafu
Pri ohmickom rezistore je smernica prevrátená hodnota odporu.
- \Delta I
- zmena prúdu, A
- \Delta U
- zmena napätia, V
- R
- odpor, Ω
Kedy platí: Len keď je graf priamka cez začiatok. Pre žiarovku smernica nie je stála.