Prawo Ohma

Podstawy programowe: KS3, GCSE, cycle 4, 2de, Sek I, HS, AP2, IB B.5

Otwórz pełną wersję ↗

Cel

Ustalić zależność między natężeniem prądu płynącego przez opornik a napięciem na nim.

Układ

Źródło 5 V, amperomierz i opornik 100 Ω; woltomierz jest włączony równolegle do opornika.

Przebieg doświadczenia

1. Pokrętłem napięcia ustawić na źródle 0 V.
2. Zwiększać napięcie co 1 V aż do 10 V i przy każdym kroku zapisywać wskazania amperomierza i woltomierza.
3. Narysować wykres zależności natężenia prądu od napięcia.
4. Z wykresu wyznaczyć opór \(R = U / I\).

Oczekiwany wynik

Przy 5 V amperomierz wskazuje około 49,7 mA, a woltomierz około 4,97 V. Punkty leżą na prostej przechodzącej przez początek układu współrzędnych: natężenie prądu jest wprost proporcjonalne do napięcia. \(R = U / I\) ≈ 100 Ω przy każdym kroku; przy 10 V natężenie prądu wynosi około 99 mA.

Pytania

1. Jak zmieni się nachylenie wykresu, jeśli użyć opornika 200 Ω?
2. Dlaczego woltomierz wskazuje nieco mniej niż wartość ustawiona na źródle?

Odpowiedzi

1. Nachylenie wykresu to \(I / U = 1 / R\), więc przy 200 Ω wykres jest dwa razy mniej stromy: przy każdym napięciu natężenie prądu jest o połowę mniejsze, około 50 mA przy 10 V zamiast 99 mA.
2. Źródło ma opór wewnętrzny 0,5 Ω, a amperomierz i kable dodają jeszcze trochę. Prąd wywołuje na nich spadek napięcia rzędu kilku setnych wolta, więc na opornik przypada nieco mniej niż napięcie ustawione na źródle: około 4,97 V zamiast 5 V.