Чёрный ящик с тремя выводами

Проверим вольтметром отсутствие источника тока внутри «чёрного ящика». Соберём цепь для снятия вольтамперной характеристики его участков цепи (рис. 66). Поочерёдно снимаем вольтамперные характеристики всех пар выводов «чёрного ящика» при прямой и обратной полярности включения источника тока.

По виду вольтамперной характеристики (рис. 67) участка цепи \(AB\) определяем, что он содержит диод. Вольтамперная характеристика участка цепи \(DB\) (рис. 68) имеет линейный характер, что говорит о наличии резистора. По закону Ома для участка цепи вычисляем сопротивление \(R_{DB} = 1\) кОм.

Резкий отброс стрелки миллиамперметра при подключении участка цепи \(DB\) к источнику тока и её последующее плавное установление на новом уровне свидетельствуют, что параллельно с резистором включён конденсатор.

При максимальном сопротивлении переменного резистора получается, что конденсатор и два резистора по 1 кОм включены параллельно (рис. 69). Если в этом случае отключить источник тока, то конденсатор будет разряжаться за время \(t \approx 1\) с. Чтобы оценить ёмкость \(C\) конденсатора, запишем закон сохранения энергии:

\[I_{\text{ср}}^2R_1t = \dfrac{1}{2}CU_{\max}^2,\] где \(I_{\text{ср}} \approx U_{\text{ср}}/R\), \(U_{\text{ср}} \approx \dfrac{U_{\max}}{2}\), \(R_1 = R/2 = 0{,}5\) кОм.

Ёмкость \(C \approx 1000\) мкФ.

Электрическая схема «чёрного ящика» приведена на рис. 70.