Задачи › Диоды и резисторы

Диод

  1. Диод

    ВсОШ 2011/12, 9 кл.
    5/10

    Полупроводниковый диод — это устройство, которое пропускает электрический ток только в одном направлении (рис. 3). Если диод включить в обратном направлении (рис. 4), ток через него течь не будет. Вольт-амперная характеристика (зависимость силы тока через диод от напряжения на диоде) идеализированного диода приведена на графике (рис. 5).

    Рисунок
    Рисунок
    Рисунок

    1. На рисунке 6 изображён фрагмент разветвлённой электрической цепи. Сопротивления резисторов равны: \(R_1 = 6\) кОм, \(R_2 = 5\) кОм. Определите падение напряжения на диоде и силу тока, протекающего через миллиамперметр.

      Рисунок

    2. Диод включили в цепь другой полярностью (рис. 7). Сопротивления резисторов не изменились. Для этого случая определите падение напряжения на диоде и силу тока, текущего через миллиамперметр. В обоих случаях миллиамперметр считайте идеальным.

      Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сначала проверьте, заперт ли диод, предполагая, что ток через него равен нулю. Затем составьте уравнения для токов в узлах и для напряжений в контуре с диодом.

    Ответ

    1) диод заперт: \(U = 13\) В, сила тока через миллиамперметр \(I = 0\);  2) \(U = U_0 = 2\) В, \(I = 1\) мА.

    Решение

    Пусть \(I\) — сила тока, текущего через диод.

    1. Предположим, что диод заперт (\(I = 0\)). Тогда сила тока, текущего через резистор \(R_2\), равна \(I_C = 1\) мА, а через резистор \(R_1\) — \(I_B = 3\) мА. В этом случае напряжение \(U\) на диоде равно \[U = I_B R_1 - I_C R_2 = 13~\text{В}.\] При такой полярности диод заперт и ток через него не течёт, как мы и предполагали.

    2. Полярность подключения диода изменили (рис. 20), поэтому он не может быть заперт. Через диод течёт ток \(I\), и напряжение на нём равно \(U_0 = 2\) В. Для сил токов в ветвях выполняются соотношения \[I_B = I_{AB} + I, \qquad I_{AC} = I + I_C,\] а для напряжений \[R_1 I_{AB} = R_2 I_{AC} + U_0.\]

    Рисунок

    Отсюда \[R_1(I_B - I) = R_2(I_C + I) + U_0, \qquad I = \frac{R_1 I_B - R_2 I_C - U_0}{R_1 + R_2} = 1~\text{мА}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх