«Чёрный ящик»
6/10Школьнику Васе Незнайкину на олимпиаде по физике предложили разгадать схему «чёрного ящика» с тремя выводами (рис.), в котором по условию задачи находились два резистора и нелинейный элемент (автомобильная лампочка, рассчитанная на номинальное напряжение \(U_N = 12\) В и мощность \(P_N = 6\) Вт). Были приведены две вольт-амперные характеристики (рис. ниже), снятые между выводами 1–2 (ВАХ 1–2) и выводами 2 и 3 (ВАХ 2–3).
Нужно было:
Проанализировать возможные схемы включения элементов «чёрного ящика», совместимые с условием задачи.
Выбрать одну из возможных схем и определить для этой схемы сопротивления резисторов.
Построить вольт-амперную характеристику нелинейного элемента.
Построить вольт-амперную характеристику, снятую между выводами 1 и 3 (ВАХ 1–3).
Помогите Васе!
Примечание. Необходимые построения следует выполнять непосредственно на рисунке.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаВАХ 2–3 линейна — между выводами 2 и 3 лампочки нет. Лампочка и резистор между выводами 1 и 2 соединены последовательно; ток \(0{,}5\) А при номинальном напряжении лампочки \(12\) В позволяет найти сопротивление этого резистора.
ОтветСм. рисунок; для схемы на рисунке, а \(R_1 = 50\) Ом и \(R_2 = 16\) Ом; вольт-амперная характеристика нелинейного элемента строится путём вычитания при заданном токе напряжений, соответствующих ВАХ 1–2 и ВАХ \(R_2\) (рис. ниже); ВАХ 1–3 строится суммированием напряжений, соответствующих ВАХ 1–2 и ВАХ 2–3 (см. рис. ниже).
Похожие задачи
- Чёрный ящик ВсОШ 1991/92, 10 кл.
- ВАХ полупроводникового прибора ВсОШ 1992/2001, 11 кл.
- ВАХ чёрного ящика ВсОШ 1992/2001, 11 кл.
- Лампа и резистор ВсОШ 1992/93, 9 кл.
- Лампочки в цепи ВсОШ 1997/98, 9 кл.
- Газоразрядная трубка ВсОШ 1998/99, 10 кл.