Бареттер и конденсатор

Question

Нелинейный элемент бареттер обладает свойством поддерживать постоянной силу тока через себя в некотором диапазоне рабочих напряжений от $U_0$ до $U_1$ (диапазон напряжений стабилизации). Обозначим эту постоянную силу тока через $I_0$ (ток стабилизации). При напряжениях, меньших $U_0$, бареттер ведёт себя как резистор с сопротивлением $R_0 = U_0/I_0$. Бареттер на схеме цепи изображается как резистор, перечёркнутый отрезком ломаной линии, похожим на клюшку.

Используя бареттер, конденсатор ёмкостью $C = 10$ мкФ, идеальную батарейку с ЭДС $E = 6$ В, ключ и резистор с сопротивлением $R$, собрали цепь, схема которой изображена на рисунке. Параметры бареттера: диапазон напряжений стабилизации от $U_0 = 2$ В до $U_1 = 6$ В, ток стабилизации $I_0 = 20$ мА. Проанализируйте процесс зарядки конденсатора после замыкания ключа при разных значениях сопротивления резистора и ответьте на следующие вопросы.

До какого напряжения зарядится конденсатор, если $R = 50$ Ом? А если $R = 500$ Ом?
Пусть $R = 200$ Ом. Чему равна сила тока, текущего через резистор в тот момент, когда скорость изменения энергии конденсатора в процессе зарядки максимальна?
Пусть $R = 5000$ Ом. За какое время конденсатор зарядится до половины максимального заряда?

Accepted Answer

1) при $R = 50$ Ом конденсатор зарядится до напряжения $1$ В, а при $R = 500$ Ом "— до напряжения $5$ В; 2) при $R = 200$ Ом сила тока, текущего через резистор в тот момент, когда скорость изменения энергии конденсатора в процессе зарядки максимальна, равна $10$ мА; 3) при $R = 5000$ Ом конденсатор зарядится до половины максимального заряда за время $1{,}5$ мс.

Бареттер и конденсатор

Похожие задачи