1. OHMOV ZÁKON PRE ČASŤ ELEKTRICKÉHO OBVODU

Fyzikálny princíp:
Pomer napätia U, ktoré možno namerať medzi dvoma koncami vodiča a prúdu I, je stály a nazýva sa elektrický odpor vodiča R:

R=U/I .                                              (1)

Elektrický prúd I v kovovom vodiči je teda priamo úmerný elektrickému napätiu U medzi koncami vodiča. Matematicky vyjadrené:

I=U/R .                                               (2)

                                                                                       Obr.1.1

Cieľ:
Ukázať, že prúd I je lineárnou funkciou svorkového napätia U, rastúcou podľa vzťahu (2). Zo sklonu priamky I=f(U) určiť elektrický odpor rezistora R.

Pomôcky:
Zdroj elektromotorického napätia (plochá batéria 4.5V), rezistor R_A (10W), odporová dekáda R=300W (R>>R_A), rezistor R_e s premenným odporom (do 13W), mikropočítač s meracou konzolou a prevodníkom, program IP COACH.

Príprava:
Zostavíme obvod podľa schémy obr. 1.1. Na kanál 1 pripojíme svorkové napätie U. Je to napätie na R a na R_A. Odpor R_A by mal byť oproti odporu R čo najmenší, aby zaznamenávané napätie sa čo najmenej líšilo od napätia na rezistore R.  Hodnoty elektrického prúdu budeme určovať nepriamo, meraním napätia na rezistore známeho elektrického odporu, napr. R_A=10W, ktoré je priamo úmerné prechádzajúcemu prúdu. Aby počítač vykreslil závislosť I=f(t) v priebehu merania, okalibrujeme kanál 3 v programe Kalibrácia podľa vzťahu I=U_A/R_A. Po okalibrovaní kanála 3 vojdeme do programu Multiskop, kde nastavíme čas merania t=5s, otvoríme kanály 1, 3 a uzavrieme kanály 2, 4.

Realizácia:
V programe Multiskop spustíme meranie napätia a prúdu v závislosti od času po dobu 5s. Počas merania meníme plynulým pohybom jazdca rezistora R_e elektromotorické napätie od nulovej hodnoty po maximálnu. Prúd aj napätie sa zväčšuje v závislosti od času.

Spracovanie:
Príklad priebehov napätia a prúdu U=f(t), I=f(t) je na obr. 1.2. Ďalšie spracovanie vyžaduje vylúčiť z oboch zobrazených závislostí spoločný parameter - čas t. Ukončíme prácu v programe Multiskop a prejdeme do programu Spracovanie. V tomto programe zobrazíme graf závislosti I=f(U). Vidíme, že prúd rastie priamoúmerne s napätím (obr. 1.3).

                    obr.1.2                                                                      obr. 1.3

Otázka:
Aký fyzikálny význam má prevrátená hodnota smernice grafu I=f(U) ?