Laikusoknak

Laikusok számára:
A laikusok számára nehéz lehet megérteni, hogy az áramkör feszültsége egyszerre csökkenhet és nőhet a teljesítmény. Annak érdekében, hogy ez a kapcsolat könnyebben érthető legyen, az 1. ábrán egy egyszerű DC áramkört mutattam egy 3 V-os UB feszültségű akkumulátorral, egy P potenciométerrel, amellyel az áramkör betölthető, és a potenciométerrel párhuzamos LED-del. Minden áramforrásnak van egy belső ellenállása, Ri, amelyet ebben a példában 5 ohmosnak feltételeztem. Úgy lehet felfogni, mint a potenciométerrel soros ellenállást.

1. ábra Áramkör az áram és a feszültség kapcsolatának bemutatására

Ha a potenciométer R2 ellenállása folyamatosan csökken a kezdeti 20 Ohm értékről 1 Ohmra, akkor a potenciométer U1 feszültsége a képlet szerint változik

U1 = UB x R2/(R2 + Ri)

Az I áram a következőképpen számítható:

A teljesítmény a következőkből származik:

A 2. ábrán grafikusan látható az itt vizsgált eset feszültsége és teljesítménye. A potenciométerrel párhuzamosan fekvő LED, amelynek küszöbfeszültségét feltételezzük 2 V-nak, akkor világít, ha a ohiméteren 10 ohmnál nagyobb ellenállást állítunk be, és alacsonyabb értéken kialszik. 10 ohmos áram esetén az áramkör körülbelül 2,4 W, és körülbelül 2,7 W-ra nő, ha az ellenállást tovább csökkentik, még akkor is, ha a LED nem világít. A LED energiafogyasztását nem vették figyelembe, ez a feszültséggörbe kismértékű ellapulásához vezet a küszöbfeszültség felett.

2. ábra A teljesítmény és a feszültség kapcsolata az 1. ábrán látható áramkör szerint

---