ВАХ цепи из нелинейных элементов
5/10Элемент \(X\) обладает следующей вольтамперной характеристикой (зависимостью тока через него \(I\) от приложенного к нему электрического напряжения): \(I=\alpha U^2\), где \(\alpha\) — известное число. Из четырёх одинаковых элементов \(X\) собрали цепь, схема которой приведена на рисунке. Найти её вольтамперную характеристику.

▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(I=\dfrac{5\alpha}{\left(2+\sqrt5\right)^2}\,U^2\).
РешениеПронумеруем элементы: 1 — верхний, 2 и 3 — нижняя ветвь, 4 — последовательный элемент справа. Пусть через участок течёт ток \(I\); тогда через элемент 4 течёт \(I\) и \(U_4=\left(I/\alpha\right)^{1/2}\). Так как ток через элемент пропорционален квадрату напряжения, а напряжение на элементе 1 вдвое больше напряжения на элементах 2 и 3, ток через элемент 1 в 4 раза больше тока через элементы 2 и 3. Из \(I_1+I_{2,3}=I\) получаем \(I_1=\frac{4}{5}I\), \(I_{2,3}=\frac{1}{5}I\). Отсюда \[U_1=U_{2-3}=\left(\frac{I_1}{\alpha}\right)^{1/2}=\frac{2}{\sqrt5}\left(\frac{I}{\alpha}\right)^{1/2}.\] Полное напряжение на участке \[U=U_1+U_4=\frac{2+\sqrt5}{\sqrt5}\left(\frac{I}{\alpha}\right)^{1/2},\] откуда \[I=\frac{5\alpha}{\left(2+\sqrt5\right)^2}U^2.\]
Похожие задачи
- Элемент с ВАХ и резистор ИОШ 2018/19, 11 кл.
- Лампочки накаливания: параллельно и последовательно Физтех 2020/21, 9 кл.
- Греем диод ВсОШ 2020/21, 9 кл.
- Прибор с вольт-амперной характеристикой СПбГУ 2022/23, 10 кл.
- Как снять ВАХ? ВсОШ 2024/25, 9 кл.
- Лампа с квадратичной ВАХ и резистор Физтех 2025/26, 9 кл.