Olen opiskellut hieman sähköopin teoriaa, mutta ei taida ymmärrykseni oikein riittää. En kuitenkaan haluaisi ihan vielä heittää pyyhettä kehään.
Tein yksinkertaisen virtapiirin, missä oli jännitelähde ja sarjaan kytkettyjä vastuksia. Olin tosi fiksu ja ylpeä, kun huomasin osaavani mitata vastusten yli vaikuttavia jännitteitä. Kaikki kuitenkin muuttui, kun laitoin lampun vastuksen paikalle. Yksinkertaistettu esimerkki. Siis minulla on tasavirtalähde, vaikkapa 5 Volttia ja tuossa virtapiirissä yksi vastus, vaikkapa 1 Kilo-ohmia, vastuksen yli vaikuttava jännite on siis tuo 5 Volttia. Nyt kun korvaan vastuksen lampulla, niin jännite yllättäen putoaa noin 4 Volttiin. Miksi jännite putoaa, eikö potentiaalieron pitäisi edelleen olla tuo 5 Volttia?
Tein yksinkertaisen virtapiirin, missä oli jännitelähde ja sarjaan kytkettyjä vastuksia. Olin tosi fiksu ja ylpeä, kun huomasin osaavani mitata vastusten yli vaikuttavia jännitteitä. Kaikki kuitenkin muuttui, kun laitoin lampun vastuksen paikalle. Yksinkertaistettu esimerkki. Siis minulla on tasavirtalähde, vaikkapa 5 Volttia ja tuossa virtapiirissä yksi vastus, vaikkapa 1 Kilo-ohmia, vastuksen yli vaikuttava jännite on siis tuo 5 Volttia. Nyt kun korvaan vastuksen lampulla, niin jännite yllättäen putoaa noin 4 Volttiin. Miksi jännite putoaa, eikö potentiaalieron pitäisi edelleen olla tuo 5 Volttia?
Vastaukset 5
Vanhimmat
Unohdit että virtalähteelläkin on sisäinen vastus. Siinäkin vastuksessa tapahtuu virran kulkiessa jännitehäviö kuten ulkoisissakin vastuksissa. Sisäisen vastuksen jännitehäviö on päinvastainen kuin virtalähteen napajännite joten sen määrä vähentää virtalähteen jännitettä.
Kiitos sinulle, tätä en itse olisi hoksannutkaan:-) Eli käytännössä kun teen virtapiirin, niin en voi luottaa virtalähteen jännitteeseen, vaan minun on aina mitattava jännite navoilta, ellen sitten selvitä tuota sisäisen resistanssin määrää?
Et todellakaan voi luottaa "virtalähteen jännitteeseen" jos et tiedä koko virtapiirin impedanssia.
Virtalähde ja jännitelähde on eriasioita. Virtalähde pyrkii pitämään vakiovirtaa riippumatta kuormituksesta tai jännitevaihteluista ja jännitelähde pyrkii aina pitämään samaa jännitettä riippumatta paljonko piiri ottaa virtaa.
Sitten on vielä se paristo jonka jännite laskee sen mukaan paljonko sieltä revitään virtaa, se ei ole sellaisenaan mikään laboratorioon soveltuva mittaväline kun sisäinen vastus harvemmin tunnetaan.
Tuossa vaiheessa ennen transistoreja kannattaisi ihan ensimmäisenä hankkia labrapoweri ja sillä tutkia miten sähkö käyttäytyy rinnan ja sarjaan kytkettyjen kuormien kanssa kun rajoitat vuorotellen joko virran tai jännitteen x-arvoon.
Ja jännitettä ei aina mitata navoilta, vaan sen pisteen yli jota syystä tai toisesta halutaan tarkastella. Ohmin lain kanssa samaan hengenvetoon kannattaa opiskella Kirchhoffin piirilait, eli jännite jakautuu matkalle ja piirin läpikulkeva virta on vakio:
https://fi.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffin_piirilait
Meikä-
Yksinkertaisesti: tuossa sinun esimerkissäsi, jossa on kuormana vain yksi (1) vastus tai lamppu, tilanne johtuu siitä että sinun virtalähteessäsi ei virta riitä ja jännite alkaa notkumaan. Lamppusi siis vie enemmän sähköä kun 1kohm vastus.
Olet kuitenkin kytkenyt useita vastuksia sarjaan ja todennut niiden ylijääviä jänniteitä, kun lasket kaikkien vastusten ylijäävät jännitteet yhteen, niin tulos on yhtä suuri kun virtalähteesi napajännite.
Nyt täytyy hogata, että kaikki mitä kytket virtapiiriin, on periaatteessa ihan samanlaisia vastuksia vain eri vastusarvoilla. Myös kuparijohdon pätkä virtapiirissä on vastus. Samoin jos kytket virtapiiriin puupalikan, niin sekin on vastus.
Kuparijohdon yli jää todennäköisesti niin vähän jännitehäviötä, että et edes saa mitattua sitä, puupalikka taas käytännössä katkaisee koko virtapiirin kokonaan, ja koko virtalähteen napajännite vaikuttaa puupalikan yli.
Eli sarjaan kytkettyjen vastusten ylijäävä jännite riippuu piirin virrasta, ja piirin virta kaikista sarjavastuksista yhdessä. Jos korvaat yhden vastuksen toisella, niin piirin läpikulkeva virta muuttuu, ja näin kaikkien ylivaikuttavien jännitteet muuttuu.
Meikä-
Tuossa videossa selvitetään tämä asia.
https://www.youtube.com/watch?v=ftB1EB4bG4c