Symulacja interaktywna
Badanie i analiza charakterystyki prądowo- napięciowej różnych przewodników
Symulacja interaktywna pozwala wyznaczyć charakterystyki prądowo‑napięciowe dla liniowych i nieliniowych elementów obwodu. Odzwierciedla prawdziwe doświadczenie w laboratorium. Masz do wyboru dwa różne oporniki i dwie różne żarówki. Możesz obserwować powstające wykresy zależności natężenia prądu od wartości podawanego napięcia i porównać charakterystyki wszystkich badanych elementów. Zwróć uwagę, że możesz wyświetlić charakterystykę naciskając START lub zmieniając napięcie za pomocą suwaka.
Uwaga: Uruchom symulację w widoku pełnoekranowym.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DMkenyMat
Symulacja pozwala na zbadanie charakterystyki prądowo‑napięciowej dwóch oporników i dwóch żarówek. Wykorzystywany jest do tego układ, w którym obciążenie podłączane jest do zasilacza, a woltomierz i amperomierz pozwalają na określenie napięcia i odpowiadającego mu natężenia prądu.
Natężenie prądu dla oporników rośnie liniowo wraz z napięciem. Dla żarówek natężenie również rośnie z napięciem, ale nieliniowo - zależność natężenia od napięcia jest funkcją wklęsłą. Można to zinterpretować tak, że opór elektryczny żarówki nie jest stały i zależy od napięcia.
Przedstawiona dalej tabelka zawiera kilka przykładowych wyników pomiaru. Wiersze odpowiadają napięciu (pierwsza kolumna określa jego wartość), natomiast poszczególne kolumny zawierają odpowiadające danemu napięciu wartości natężania prądu dla oporników (IIndeks dolny r1r1 oraz IIndeks dolny r2r2) oraz żarówek (IIndeks dolny z1z1 oraz IIndeks dolny z2z2).
U [V] | IIndeks dolny r1r1 [mA] | IIndeks dolny r2r2 [mA] | IIndeks dolny z1z1 [mA] | IIndeks dolny z2z2 [mA] |
|---|---|---|---|---|
1 | 10.00 | 14.00 | 30.00 | 14.00 |
2 | 20.00 | 28.00 | 45.47 | 28.00 |
3 | 30.00 | 42.00 | 58.00 | 42.00 |
4 | 40.00 | 56.00 | 68.92 | 56.00 |
5 | 50.00 | 70.00 | 78.80 | 70.00 |
6 | 60.00 | 84.00 | 87.90 | 84.00 |
7 | 70.00 | 98.00 | 96.42 | 98.00 |
8 | 80.00 | 112.00 | 104.47 | 112.00 |
9 | 90.00 | 126.00 | 112.12 | 126.00 |
10 | 100.00 | 140.00 | 119.43 | 140.00 |
Wyznacz opory elektryczne obu rezystorów, których charkterystyki prądowo‑napięciowe przedstawia symulacja. Wynik podaj w omach z dokładnością do trzech cyfr znaczących.
Przejdź do poziomu rozszerzonego. Porównaj charakterystyki prądowo‑napięciowe żarówki 1 i rezystora RIndeks dolny 22. Odczytaj wartość napięcia, przy którym elementy te mają taki sam opór elektryczny. Czy dla większych wartości napięcia żarówka ma większy, czy mniejszy opór elektryczny? Dlaczego?