Strom-Spannungs-Kennlinie
Die Strom-Spannungs-Kennlinie (auch I-U-Charakteristik, Strom-Spannungs-Kurve oder auch U-I-Diagramm genannt) beschreibt bei zweipoligen elektrischen Bauelementen wie Widerstand, Solarzelle, Akkumulatoren und Dioden den Zusammenhang zwischen elektrischem Strom und Spannung.
Bei Ionenkanälen beschreibt die Strom-Spannungs-Kurve den Zusammenhang zwischen Membranpotential (oder Haltepotential) und Strom durch die Membran (bei Ganzzellableitungen) bzw. den Ionenkanal (bei Einzelkanalmessungen), siehe Patch-Clamp.
Grundlagen
Gemäß dem Thévenin-Theorem kann jedes System aus Spannungsquellen und (komplexen) Widerständen als zweipoliges elektrisches Bauelement modelliert werden. Daher ist es auch möglich, Strom-Spannungs-Kennlinien komplexerer Baugruppen aufzuzeichnen.
Im einfachsten Fall verläuft die Kennlinie linear, insbesondere wenn der Innenwiderstand des Elementes ein ohmscher Widerstand ist. Dies ist beispielsweise bei der Reihenschaltung einer idealen Spannungsquelle mit einem Widerstand der Fall.
Bei Halbleitern wie der idealen Diode ist jedoch eine gekrümmte, nichtlineare Kennlinie erwünscht. Auch nicht ideale Spannungsquellen verhalten sich in unterschiedlichem Ausmaß nichtlinear.
Werden die Geraden Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle U=0} und Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle I=0} der Kennlinie nur einmal geschnitten, spricht man bei von Leerlaufspannung, bei Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle U=0} vom Kurzschlussstrom.
Messverfahren
Grundsätzlich kann dieselbe Kennlinie auf zwei Arten ermittelt werden:
- Im potentiostatischen Fall wird zu einem Zeitpunkt Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle t_0} eine Anfangsspannung Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle U_1} an die Elektroden angelegt. Die angelegte Spannung wird dann schrittweise bis zum Erreichen der Endspannung Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle U_2} erhöht.
- Im galvanostatischen Fall wird ein Strom Fehler beim Parsen (Konvertierungsfehler. Der Server („https://wikimedia.org/api/rest_“) hat berichtet: „Cannot get mml. Server problem.“): {\displaystyle I_{1}} angeregt, der dann schrittweise erhöht wird, bis der Endstrom Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle I_2} erreicht ist.
Anwendung finden diese Messverfahren unter anderem in der analogen Signaturanalyse, einem Testverfahren aus der Elektronikfertigung und Reparatur.
