2.2 Jännitehäviö

Virran I kulkiessa vastuksen läpi tapahtuu vastuksen päiden välillä jännitehäviö eli potentiaalin lasku U = RI.

Tehtävä 1. Jännitehäviöiden mittaus
Vedä alla olevassa kuvassa volttimittarisymbolia vastusten päiden välille.Näin mittaat vastusten aiheuttamat jännitehäviöt. Jännitteen näet oikealla olevasta volttimittarin näytöstä. Mittaa myös jännitelähteen jännite.
Vertaa jännitehäviöiden summaa ja jännitelähteen jännitettä.

Siis vastusten aiheuttamien jännitehäviöiden summa = jännitelähteen jännite.

Tehtävä 2. Jännitehäviöiden laskeminen
Liitämme sitten piiriin ampeerimittarin. Nyt voimme myös laskea vastusten aiheuttamat jännitehäviöt .

Millä tavalla lasket vastusten aiheuttamat jännitehäviöt?

Koska jännitelähteellä on oma sisäinen resistanssi R_s, jännitelähteen sisälläkin tapahtuu jännitehäviö U = R_sI.

Tehtävä 3. Potentiaalin mittaus
Siirrä seuraavassa punaista mittauspistettä pitkin virtapiirin johtoa, jolloin näet mittauspisteen potentiaalin maattokohtaan (jonka potentiaali = 0) nähden.

Kuinka suuri on ulkoisen vastuksen R aiheuttama jännitehäviö ?
Kuinka suuri on sisäisen vastuksen R_s aiheuttama jännitehäviö ?

Saat ulkoisen vastuksen R aiheuttamaksi jännitehäviöksi RI = 56V ja sisäisen vastuksen aiheuttamaksi jännitehäviöksi R_sI = 4 V ja
.

Jos jännitelähdettä ei kuormiteta on I = 0 on siksi R_sI = 0 eli sisäinen vastus ei aiheuta jännitehäviötä.

Määrittelemme:

lähdejännite E = kuormittamattoman jännitelähteen jännite.

Saat mitattua sen edellä jännitelähteen levyjen väliltä ja saat sille 60 V.
Kun vertaat sitä arvoihin R_sI = 4 V ja RI = 56V voit todeta, että

lähdejännite E = RsI + RI

Tämä on seurausta Kirchhoffin II laista, jota käsittelemme kohdassa 1.4

Seuraavassa lähdejännite on 20 V ja sisäinen vastus 5 W . Säädä ulkoista vastusta liukunauhalla. Katso kuinka ulkoisen vastuksen muuttuminen vaikuttaa virtaan. Kuinka suuri on virran maksimiarvo ?

Virran maksimiarvo on 4 A.