גרף מתח מול מתח

גרף מתח מול מתח - שני רכיבים באותו מעגל

מעגל המכיל שני רכיבים (למשל, שתי נורות) ונגד משתנה. כאשר מזיזים את מגע הנגד המשתנה, המתחים על שני הרכיבים משתנים יחד - ניתן לשרטט גרף המתאר את המתח על רכיב אחד כפונקציה של המתח על הרכיב השני, ומתוכו לחלץ מידע על תכונות המעגל.

מדוע גרף מתח מול מתח שימושי?

בניגוד לגרף מתח מול זמן, גרף מתח-מול-מתח (V1 כנגד V2) מציג את הקשר הישיר בין שני הרכיבים, ללא תלות במשתנה ביניים (כמו זמן או מיקום מגע הנגד המשתנה) - כל נקודה על הגרף מייצגת מצב אפשרי אחד של המעגל.

ניתוח לפי חיבור הרכיבים

• רכיבים בטור - חולקים את אותו זרם. שינוי בהתנגדות הנגד המשתנה משנה את הזרם הכולל, ולכן משנה את המתחים על שני הרכיבים יחד (לרוב באותו כיוון - אם אחד עולה, השני לרוב גם עולה, בהתאם למאפייני שני הרכיבים).
• רכיבים במקביל - חולקים את אותו מתח (המתח על שניהם תמיד שווה, ללא קשר לזרם המשתנה בענף הכללי).

שיפוע הגרף ומשמעותו

שיפוע גרף V1 כנגד V2 (או ערכים ספציפיים עליו) יכול לספק מידע על יחס ההתנגדויות בין שני הרכיבים, או על תכונות נוספות של המעגל (כמו מקור המתח או ההתנגדות הפנימית) - בהתאם לגיאומטריית המעגל הספציפית.

שיטת פתרון

1. זהו את חיבור שני הרכיבים (טור/מקביל) ואת שאר רכיבי המעגל.
2. כתבו את משוואות חוק אוהם וחוק קירכהוף עבור המעגל, עם התנגדות הנגד המשתנה כפרמטר משתנה.
3. בטאו את \( V_1 \) כפונקציה של \( V_2 \) (או להיפך) מתוך משוואות המעגל, תוך "ביטול" הפרמטר המשתנה (התנגדות הנגד המשתנה) בין שתי המשוואות.
4. השוו את הביטוי התיאורטי שהתקבל לגרף הניסיוני הנתון, כדי לחלץ ערכים לא ידועים (כמו מקור המתח או התנגדות פנימית).