מתח הדקים פשוט

מתח הדקים - יסודות

מתח ההדקים של מקור מתח (V) הוא ההפרש שנמדד בפועל בין הדקיו, בשונה מהכא"מ (ε) - שהוא המתח "האידיאלי" שהמקור היה נותן אילו לא הייתה לו התנגדות פנימית כלל. הקשר ביניהם:

$$ V = \varepsilon - Ir $$

בחינת טענות נכון/לא נכון נפוצות

• "ערך מתח ההדקים תלוי בהתנגדות הפנימית של הסוללה" - נכון. ככל ש-r גדול יותר, הנפילה \( Ir \) גדולה יותר (לזרם נתון), ומתח ההדקים קטן יותר.
• "ככל שההתנגדות החיצונית של המעגל גדלה, מתח ההדקים גדל" - נכון. התנגדות חיצונית גדולה יותר מקטינה את הזרם הכולל, ומקטינה בכך את הנפילה הפנימית \( Ir \) - כך שמתח ההדקים (\( \varepsilon-Ir \)) עולה.
• "ככל שהזרם במעגל גדל, מתח ההדקים גדל" - שגוי. ההפך הוא הנכון: זרם גדול יותר גורם לנפילה פנימית גדולה יותר, ומתח ההדקים קטן.
• "ערך הכא"מ אינו תלוי בזרם" - נכון. הכא"מ f הוא תכונה קבועה של מקור המתח עצמו, ואינו תלוי בזרם הנשאב ממנו (בניגוד למתח ההדקים, שכן תלוי בזרם).

מציאת f ו-r ממדידות

בהינתן שתי מדידות שונות (\( I_1,V_1 \)) ו-(\( I_2,V_2 \)), ניתן לפתור מערכת של שתי משוואות בשני נעלמים:

$$ V_1 = \varepsilon - I_1r \, , \quad V_2 = \varepsilon - I_2r $$

חיסור המשוואות זו מזו מבטל את ε ומאפשר לבודד את r:

$$ r = \frac{V_1-V_2}{I_2-I_1} $$

מגבלות על מתח ההדקים

מתח ההדקים תמיד נמצא בטווח בין שני קצוות:

• מקסימום - שווה לכא"מ f: מתרחש כאשר הזרם מתאפס (מעגל פתוח, ללא זרימת זרם כלל) - במצב זה אין נפילה על ההתנגדות הפנימית.
• מינימום - שווה לאפס: מתרחש רק במקרה הקיצוני שבו ההתנגדות החיצונית מתאפסת לחלוטין (קצר חשמלי) - כל המתח "נופל" על ההתנגדות הפנימית עצמה.

מתח ההדקים אינו יכול להיות גדול מ-ε, וגם אינו יכול להיות שלילי (במקור מתח פשוט, ללא רכיבים נוספים המזרימים זרם הפוך).