Lewati ke isi

Karakteristik I–V

Kurikulum: GCSE (I–V characteristics), 2de, Sek I, A-level, IB B.5

Buka versi lengkap ↗

Tujuan

Mengukur karakteristik arus–tegangan resistor, lampu pijar, dan dioda, serta membandingkan bentuknya.

Rangkaian

Satu sumber 3 V memasok tiga cabang melalui busbar “+” (kiri) dan “−” (kanan); setiap cabang memiliki amperemeter dan voltmeter pada komponennya. Di atas terdapat resistor 100 Ω, di tengah lampu 6 V / 3 W, di bawah dioda dengan resistor pelindung 100 Ω.

Langkah kerja

  1. Ubah tegangan sumber dari 0 hingga 6 V bertahap 1 V.
  2. Pada setiap tahap catat pasangan “tegangan — arus” untuk ketiga komponen.
  3. Buat tiga grafik \(I(U)\).
  4. Hubungkan dioda dengan arah terbalik: tukar steker kedua kabel pada terminalnya — anode dan katode — dan ulangi pengukuran.
Hasil yang diharapkan

Pada 3 V: resistor — sekitar 2,78 V dan 28 mA; lampu — sekitar 2,74 V dan 314 mA; dioda — sekitar 0,61 V dan 22 mA (pada arus ini dioda silikon yang nyata memiliki tegangan sedikit lebih besar, sekitar 0,7 V). Grafik resistor berupa garis lurus. Kurva lampu melengkung: filamen memanas dan hambatannya naik — sekitar 12 Ω pada 6 V. Dioda hampir tidak menghantarkan arus di bawah 0,5 V; di atas itu arus naik tajam, sedangkan tegangan pada dioda tetap sekitar 0,6–0,7 V. Jika dioda dibalik, arus dioda nol.

Pertanyaan

  1. Mengapa hambatan lampu naik seiring kenaikan tegangan?
  2. Mengapa sebuah resistor dihubungkan seri dengan dioda?
Jawaban
  1. Arus memanaskan filamen, dan hambatan wolfram bertambah seiring kenaikan suhu: makin tinggi tegangan, makin panas filamen. Pada 3 V hambatan lampu 2,74 V / 314 mA ≈ 8,7 Ω, pada 6 V sekitar 12 Ω, dan hambatan filamen yang dingin hanya sekitar seperlima belas hambatannya saat menyala penuh.
  2. Di atas sekitar 0,6 V arus dioda naik sangat curam, dan dioda sendiri hampir tidak membatasinya. Resistor 100 Ω mengambil sisa tegangan dan menentukan arus, sekitar 22 mA pada 3 V; tanpa resistor ini, arus hanya dibatasi oleh hambatan dalam sumber 0,5 Ω, amperemeter, dan kabel, sehingga arus akan mencapai beberapa ampere dan merusak dioda yang nyata.