Current Graphs — Slope and Area
Drei Diagramme auf verschiebbaren Achsen, die alle dasselbe aussagen. Die Steigung einer Q–t-Geraden ist der Strom, die Steigung einer N–t-Geraden ist der Strom geteilt durch e, und die Fläche unter einer I–t-Kurve ist die geflossene Ladung.
So benutzt du diese Simulation
- Wählen Sie Q über t und ziehen Sie die Gerade, um ihre Steigung zu ändern
- Wählen Sie N über t, um dieselbe Beziehung in Elektronen gezählt zu sehen
- Wählen Sie I über t und schraffieren Sie ein Intervall, um die Ladung abzulesen
- Krümmen Sie die I–t-Kurve, um zu prüfen, dass die Fläche auch bei nicht konstantem I die Ladung liefert
Worauf du achten solltest
- Eine steilere Q–t-Gerade bedeutet größeren Strom, eine waagerechte gar keinen Strom
- Die N–t-Steigung ist die Q–t-Steigung geteilt durch e — dasselbe Diagramm in anderen Einheiten
- Ein rechteckiger I–t-Block liefert Q = It, den Sonderfall konstanten Stroms
- Ein geneigtes oder gekrümmtes I–t-Diagramm liefert die Ladung weiterhin als Fläche, wo Q = It versagen würde
- Ein negativer I–t-Bereich zieht Fläche ab, also Ladung, die wieder zurückfließt
Die Physik dahinter
Der Strom ist die Ladung pro Zeit, I = ΔQ/Δt, sodass im Q–t-Diagramm der Strom die Steigung ist und eine Gerade einen konstanten Strom bedeutet. Da die Ladung gemäß Q = Ne gequantelt ist, hat ein N–t-Diagramm dieselbe Gestalt, um e skaliert, und seine Steigung ist I/e — die Zahl der Träger pro Sekunde. Liest man die Definition andersherum, so ist die zwischen zwei Zeitpunkten übertragene Ladung die Fläche unter der I–t-Kurve in diesem Intervall, ob der Strom dort konstant war oder nicht.