نمودار جریان–ولتاژ؛
جهت محورها معنای شیب را تعیین می‌کند

روش اجرای کاربرگ

دو نقطه را با فاصلهٔ مناسب بردار، اختلاف‌ها را با ترتیب یکسان محاسبه کن و معنای شیب را از روی محورها تعیین کن. راهنمای تحلیل نمودار I–V مرور مرحله‌ای را ارائه می‌کند.

سؤال 1: شناخت محورها

پرسش: پیش از محاسبهٔ شیب نمودار I–V چه چیزهایی را می‌نویسی؟

پاسخ: نام کمیت هر محور، یکای آن و اینکه I بر حسب V یا V بر حسب I رسم شده است؛ تعبیر شیب به همین جهت وابسته است.

سؤال 2: نمودار I بر حسب V

پرسش: اگر جریان روی محور عمودی و ولتاژ روی محور افقی باشد، شیب خط چه کمیتی است؟

پاسخ: شیب ΔI/ΔV برابر رسانایی است و برای رسانای اهمی مقدار آن ۱/R است.

سؤال 3: نمودار V بر حسب I

پرسش: اگر ولتاژ روی محور عمودی باشد، شیب خط چه کمیتی است؟

پاسخ: شیب ΔV/ΔI مقاومت الکتریکی را نشان می‌دهد.

سؤال 4: محاسبه از نقطه

پرسش: برای رسانای اهمی در V=۱۲ ولت، I=۳ آمپر است. مقاومت چقدر است؟

پاسخ: R=V/I=۱۲÷۳=۴ اهم.

سؤال 5: مقایسهٔ شیب

پرسش: در نمودار I بر حسب V، کدام رسانا مقاوم‌تر است: خط پرشیب یا کم‌شیب؟

پاسخ: خط کم‌شیب مقاوم‌تر است، زیرا شیب برابر ۱/R است.

سؤال 6: عبور از مبدأ

پرسش: خط راستِ عبوری از مبدأ چه پیامی دارد؟

پاسخ: نسبت V/I در نقاط خط ثابت است و رسانا در شرایط نمودار از قانون اهم پیروی می‌کند.

سؤال 7: خط راست بدون مبدأ

پرسش: آیا هر خط راست در نمودار I–V الزاماً رسانای اهمی را نشان می‌دهد؟

پاسخ: خیر. برای رابطهٔ V=RI با مقاومت ثابت، نمودار باید با جهت مناسب خطی و از مبدأ عبور کند؛ عرض از مبدأ غیرصفر نیازمند بررسی مدل دیگری است.

سؤال 8: نمودار خمیده

پرسش: در یک منحنی I–V چگونه رفتار مقاومت را بررسی می‌کنی؟

پاسخ: چند نقطه را انتخاب و نسبت V/I را مقایسه می‌کنیم. تغییر این نسبت نشان می‌دهد مقاومت در شرایط مختلف ثابت نیست؛ شیب لحظه‌ای را نباید خودکار با V/I یکی گرفت.

سؤال 9: توان از نمودار

پرسش: در نقطهٔ V=۱۰ ولت و I=۲ آمپر، توان عنصر چقدر است؟

پاسخ: P=VI=۱۰×۲=۲۰ وات.

سؤال 10: خطای شیب

پرسش: دانش‌آموزی از دو نقطهٔ دور از منحنی برای مقاومت یک نقطه استفاده کرده است. خطا چیست؟

پاسخ: شیب خط قاطع، تغییر متوسط میان دو حالت را می‌دهد. برای رفتار محلی باید مماس همان نقطه بررسی شود و برای مقاومت ایستا نسبت V/I همان نقطه به کار رود.

خودتصحیح

در نمودار I بر حسب V، شیب را با مقاومت اشتباه نگیر. برای هر جواب واحد Ω، آمپر، ولت یا وات را کنترل کن و برای ترکیب اجزا به تمرین سری و موازی برو.