В схеме, изображенной на рис. 1.10, Uп = 6 В; R1 = 2 кОм; R2 = 1 кОм. Определить токи через диоды, напряжение на диодах и напряжение Uвых. Определить дифференциальное сопротивление диодов Rдиф и сопротивление по постоянному току Rп. Вольт-амперная характери­стика диодов изображена на рис. 1.7


В схеме, изображенной на рис. 1.10, Uп = 6 В; R1 = 2 кОм; R2 = 1 кОм. Определить токи через диоды, н
В схеме, изображенной на рис. 1.10, Uп = 6 В; R1 = 2 кОм; R2 = 1 кОм. Определить токи через диоды, н

0DinaLime0 0DinaLime0    3   09.03.2021 09:09    126

Ответы
MonstorXXXX MonstorXXXX  24.12.2023 23:25
Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать закон Ома и знания о поведении диода.

1. Начнем с определения напряжения на R1. Мы знаем, что Uп = 6 В и R1 = 2 кОм. Используя закон Ома (U = I * R), мы можем найти ток, который проходит через R1:

I1 = Uп / R1 = 6 В / 2 кОм = 3 мА.

Теперь мы знаем, что 3 мА проходит через R1.

2. Так как диоды в схеме неидеальные и имеют напряжение переключения величиной около 0,7 В, ток через R1 не может протекать через R2.

3. Найдем ток, который идет через диод D1. На вольт-амперной характеристике диода (рисунок 1.7) мы видим, что при напряжении U = 0 В протекает ток I = 0 А. Когда напряжение достигает 0,7 В, ток достигает примерно 1,5 мА (это значение можно прочитать по вертикальной оси). Таким образом, можно сказать, что D1 будет пропускать ток около 1,5 мА.

4. Как только ток через D1 достигает 1,5 мА, напряжение на D1 будет оставаться постоянным и близким к 0,7 В.

5. Теперь, рассмотрим диод D2. При напряжении U = 0 В на вольт-амперной характеристике видно, что D2 не пропускает ток. Однако, когда напряжение достигает 0,7 В, ток через D2 становится неограниченно большим (на графике стремится к бесконечности). То есть, диод D2 элементарно вводит нас в заблуждение: возможно разрушение D2.

6. Найдем напряжение Uвых. Так как D1 пропускает ток 1,5 мА, а D2 пропускает 0 мА (отсутствие проводимости), весь ток I1 должен течь через D1:

I1 = I(D1) + I(D2).
3 мА = 1,5 мА + I(D2).
I(D2) = 3 мА - 1,5 мА = 1,5 мА.

Таким образом, напряжение на R2 будет равно напряжению на D2, которое мы нашли ранее равным 0,7 В.

7. Определим дифференциальное сопротивление диодов Rдиф. Дифференциальное сопротивление диода в точке Uвых определено, как производная напряжения по току в этой точке. То есть:

Rдиф = dU/dI.

В нашем случае, Rдиф D1 будет равно изменению напряжения на D1 при изменении тока через D1. Это можно найти на графике, рассчитав разность U при разности I. В данной задаче разница очень мала, поэтому мы можем приближенно считать:

Rдиф D1 ≈ (U2 - U1) / (I2 - I1),
где U2 и U1 - соответствующие значения напряжения на D1, а I2 и I1 - соответствующие значения тока через D1.

С точки зрения графика, мы видим, что при I(D1) = 1,5 мА напряжение на D1 примерно равно 0,7 В, а при I(D1) = 1,6 мА напряжение на D1 примерно равно 0,8 В.

Rдиф D1 ≈ (0,8 В - 0,7 В) / (1,6 мА - 1,5 мА) ≈ 0,1 В / 0,1 мА ≈ 1 кОм.

Таким образом, дифференциальное сопротивление диода D1 составляет около 1 кОм.

8. Теперь определим сопротивление по постоянному току Rп, которое равно отношению изменения напряжения на D1 к изменению тока через D1:

Rп D1 ≈ (U(D1 + ∆U) - U(D1)) / (I(D1 + ∆I) - I(D1)),
где U(D1 + ∆U) и U(D1) - значения напряжения на D1, I(D1 + ∆I) и I(D1) - значения тока через D1.

Снова, с точки зрения графика, мы видим, что при I(D1) = 1,5 мА напряжение на D1 примерно равно 0,7 В, а при I(D1) = 0,1 мА напряжение на D1 примерно равно 0,3 В.

Rп D1 ≈ (0,7 В - 0,3 В) / (1,5 мА - 0,1 мА) ≈ 0,4 В / 1,4 мА ≈ 0,286 кОм ≈ 286 Ом.

Таким образом, сопротивление по постоянному току диода D1 составляет около 286 Ом.

Это полное решение задачи на определение токов через диоды, напряжения на диодах и напряжения Uвых, а также нахождение дифференциального сопротивления диодов Rдиф и сопротивления по постоянному току Rп.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика