Задачи › Диоды и резисторы

Два диода с резисторами

  1. Два диода с резисторами

    ИОШ 2024/25, 9 кл.
    3/10

    Вольтамперная характеристика диода (зависимость тока, текущего через диод, от приложенного к нему напряжения) представлена на рисунке (положительным считается напряжение, соответствующее приложению «плюса» и «минуса» как на вставке на рисунке). Два диода 1 и 2 с напряжением открытия \(U_{\text{от}} = U_0\) и \(U_{\text{от}} = 2U_0\) соединили последовательно с резисторами \(R\) и \(3R\) соответственно, затем эти два участка соединили параллельно и приложили к ним положительное напряжение \(4U_0\) (см. рисунок). Найти ток через источник.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Открытый идеальный диод поддерживает на себе напряжение \(U_{\text{от}}\), а остаток напряжения приходится на резистор, включенный последовательно с ним. Найдите напряжение на каждом резисторе и токи в ветвях.

    Ответ

    \(I = \dfrac{11\,U_0}{3R}\).

    Решение

    Вольтамперная характеристика идеального диода показывает, что если к диоду приложить положительное напряжение, превышающее напряжение открытия диода, напряжение на диоде будет равно напряжению открытия. А куда же «денется» избыток напряжения? Ток через диод будет таким, чтобы напряжение на остальных элементах цепи, включенных последовательно с диодом, было равно избытку приложенного к цепи напряжения над напряжением открытия диода. Давайте используем эти принципы для расчета данной цепи.

    Так как напряжение, приложенное к цепи, больше напряжения открытия диодов, оба диода будут открыты. При этом напряжение на резисторе, включенном последовательно с диодом с напряжением открытия \(U_0\), будет равно \(3U_0\), а напряжение на резисторе, включенном последовательно с диодом с напряжением открытия \(2U_0\), будет равно \(2U_0\). Поэтому из закона Ома для участка цепи заключаем, что через первый резистор будет течь ток \[I_1 = \frac{3U_0}{R},\] а через второй резистор — ток \[I_2 = \frac{2U_0}{3R}.\] Поскольку эти элементы цепи соединены параллельно, через источник будет течь ток \(I\), равный их сумме: \[I = I_1 + I_2 = \frac{11\,U_0}{3R}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи