Вольт-амперная характеристика
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) — это график, показывающий, как изменяется сила тока в участке электрической цепи при изменении напряжения на этом участке.
Чтобы построить ВАХ, на участок цепи подают разные напряжения и для каждого значения измеряют силу тока. Полученные пары значений \((U, I)\) наносят на координатную плоскость и соединяют плавной линией. По форме графика судят о свойствах проводника или прибора.
Как читать график
Для металлического проводника при постоянной температуре ВАХ — прямая, проходящая через начало координат: при увеличении напряжения в несколько раз сила тока увеличивается во столько же раз. Это соответствует закону Ома для участка цепи. Если сопротивление заметно меняется при нагревании или по другой причине, график становится кривой. Такой элемент называют нелинейным проводником.
Для омического проводника зависимость можно записать так: \(I = \frac{U}{R}\). Поэтому наклон прямой ВАХ на графике \(I(U)\) связан с сопротивлением: чем больше сопротивление, тем меньше сила тока при том же напряжении.
На участке цепи при \(U=4\ \text{В}\) сила тока равна \(0{,}2\ \text{А}\), а при \(U=8\ \text{В}\) — \(0{,}4\ \text{А}\). Точки лежат на одной прямой через начало координат, значит, при неизменной температуре участок можно считать омическим. Его сопротивление \(R=\frac{U}{I}=\frac{4}{0{,}2}=20\ \text{Ом}\).
ВАХ показывает зависимость \(I\) от \(U\), а не просто значение сопротивления. Кривая на графике не обязательно означает ошибку измерения: она может быть признаком изменения сопротивления прибора, например при нагревании.
Что означает точка \((6\ \text{В};\ 0{,}3\ \text{А})\) на ВАХ?
Главное
- ВАХ — график зависимости силы тока \(I\) от напряжения \(U\).
- Прямая через начало координат характерна для омического проводника при постоянной температуре.
- Криволинейная ВАХ показывает, что сопротивление зависит от режима работы или других условий.