Cieľom tejto aktivity je overiť závislosť prúdu a napätia pri rôznych elektrických prvkoch a vytvoriť ich voltampérové charakteristiky (V-A charakteristiky).
Porovnávame správanie rezistora, žiarovky s wolfrámovým vláknom a polovodičovej diódy (LED).

---

Popis merania

Meranie pozostáva z týchto častí:

1. Rezistor – meranie lineárnej (takmer priamkovej) V-A charakteristiky.
2. Žiarovka – meranie nelineárnej charakteristiky v dôsledku zmeny odporu vlákna pri zahrievaní.
3. Dióda – meranie charakteristiky v priepustnom a závernom smere.

---

Použité pomôcky

• laboratórny zdroj jednosmerného napätia,
• multimeter (voltampérmeter),
• rezistor s vhodnou hodnotou,
• nízkonapäťová žiarovka,
• polovodičová dióda (napr. 1N4148, 1N4007 alebo LED),
• spínač / vodiče / merací panel.

---

Teoretický základ

Voltampérová charakteristika (V-A charakteristika) vyjadruje závislosť prúdu $I$I pretekajúceho súčiastkou na napätí $U$U na jej svorkách.

Súčiastky sa delia podľa tvaru charakteristiky:

• Lineárne prvky (rezistor): platí približne Ohmov zákon $U = R \cdot I$U=R⋅I.
• Nelineárne prvky (žiarovka, dióda): odpor alebo vodivosť sa mení v závislosti od napätia či teploty.

---

Stručná charakteristika jednotlivých prvkov

Rezistor:

• správa sa približne lineárne,
• odpor je konštantný (v ideálnom prípade),
• graf V-A tvorí priamku.

Žiarovka:

• vlákno sa zahrieva a mení odpor,
• pri nízkom napätí má nízky odpor, pri vyššom rastie,
• charakteristika je nelineárna.

Polovodičová dióda:

• vedie prúd prevažne v priepustnom smere,
• prahové napätie diódy (Si) je približne 0,6–0,7 V,
• v závernom smere preteká veľmi malý prúd až do prierazného napätia.

---

Postup merania

1. Zapoj obvod podľa schémy:

• ampérmeter do série so súčiastkou,
• voltmeter paralelne k meranej súčiastke.

2. Meranie pre každý prvok:

• nastav malé napätie na zdroji,
• odčítaj prúd a napätie,
• zvyšuj napätie po krokoch,
• zapisuj hodnoty.

3. Pri dióde meraj:

• priepustný smer (anóda +, katóda –),
• záverný smer (anóda –, katóda +).

---

Bezpečnostné pokyny

• zdroj vždy zapínaj až po dokončení zapojenia,
• nepripájaj ampérmeter priamo na zdroj bez záťaže,
• neprekračuj dovolené prúdy súčiastok,
• pri zmene zapojenia vypni napájanie.

---

Spracovanie výsledkov

Po meraní:

1. vytvor graf V-A pre každý prvok,
2. porovnaj tvary grafov,
3. vysvetli rozdiely v správaní súčiastok.

Tipy na vyhodnotenie:

• z grafu rezistora urči odpor podľa smernice,
• pri žiarovke opíš teplotnú závislosť odporu,
• pri dióde označ prahové napätie a správanie v závernom smere.

---

Otázky pre žiakov (diskusia)

1. Prečo má rezistor lineárnu V-A charakteristiku?
2. Prečo je charakteristika žiarovky nelineárna?
3. Čo znamená prahové napätie diódy?
4. Prečo dióda nevedie prúd v závernom smere?
5. Kde sa v praxi používajú tieto charakteristiky?

---

Co sa študent naučí

• zapojiť merací obvod podľa schémy,
• pracovať so zdrojom napätia a meradlami,
• čítať a zapisovať elektrické veličiny,
• spracovať a interpretovať V-A charakteristiky,
• rozdeliť súčiastky na lineárne a nelineárne prvky podľa grafov.

---

Materiály na stiahnutie / doplnky

Priklad VACh (dokument XLS)

Môžeš doplniť:

• schémy v PDF,
• tabuľku na zapisovanie hodnôt,
• vzor merania,
• katalógové listy.