منحنيات خاصية التيار–الجهد – المقاوم والمصباح ذو الفتيل والثنائي و LED
الفيزياءالكهرباء والدوائر الكهربائية16–17 سنةمختبر افتراضي
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلنسخة افتراضية من تجربة منحنى خاصية التيار–الجهد: مصدر جهد مستمر متغير، وأميتر موصول على التوالي، وفولتميتر موصول على التوازي مع العنصر. اضبط الجهد على مراحل، واقرأ المقياسين الرقميين (مع أخطاء عشوائية صغيرة)، وسجّل جدولًا، وارسم I مقابل V في الاتجاهين بعكس قطبية المصدر، واحسب R = V/I عند كل نقطة. قارن بين مقاوم ثابت (خط مستقيم يمر بنقطة الأصل)، ومصباح ذي فتيل (منحنى يقل ميله مع سخونة الفتيل)، وثنائي سيليكون و LED أحمر (لا يوصلان إلا في الاتجاه الأمامي، فوق نحو 0.6 V و 1.8 V، مع مقاوم حماية).
الدرس: التيار وفرق الجهد والمقاومة: منحنيات خاصية التيار–الجهد
ماذا تعرض
يبيّن منحنى خاصية التيار–الجهد كيف يعتمد التيار المار في عنصر على فرق الجهد بين طرفيه. يعطي المقاوم الثابت عند درجة حرارة ثابتة خطًا مستقيمًا يمر بنقطة الأصل، فهو يخضع لقانون أوم. أما في المصباح ذي الفتيل فيسخّن التيار سلك التنغستن، فتزداد اهتزازات أيوناته وترتفع مقاومته، فينحني المنحنى ويقل ميله. ويوصل الثنائي التيار في اتجاه واحد فقط: لا يكاد يمر تيار في الاتجاه العكسي، بينما يرتفع التيار في الاتجاه الأمامي بحدة فوق نحو 0.6 V لثنائي السيليكون ونحو 1.8 V لثنائي LED أحمر.
طريقة الاستخدام
اختر «العنصر»، واضبط «جهد المصدر E» بالمنزلق أو بالزرين − / +، واقرأ «الفولتميتر» و«الأميتر». اضغط «تسجيل القراءة» لإضافة نقطة إلى الجدول والمنحنى، ثم اضغط «فتح المفتاح S» وغيّر E وكرّر. استخدم «عكس قطبية المصدر» للحصول على قيم سالبة. للثنائي و LED فعّل «تكبير حول نقطة الأصل»، وفعّل «إظهار المنحنى المرجعي» للمقارنة. انقر نقطة لحساب R = V/I.
المعاملات القابلة للتغيير
- العنصر مقاوم ثابت, مصباح ذو فتيل (6 V، 0.3 A), ثنائي سيليكون, LED أحمر
- المقاومة R 10–100 Ω
- مقاوم الحماية (الثنائي، LED) بدون, 100 Ω, 330 Ω
- جهد المصدر الابتدائي 0–12 V
- إظهار المنحنى المرجعي
أسئلة للاستكشاف
- لماذا تزداد مقاومة المصباح ذي الفتيل كلما ازداد فرق الجهد بين طرفيه؟
- ماذا يُظهر منحنى I–V للثنائي في الانحياز العكسي، وفي الانحياز الأمامي فوق 0.7 V؟
- لماذا يجب فتح المفتاح بين القراءات، ووصل مقاوم حماية على التوالي مع LED؟
