Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)
.10 Метод потенциалов. Правила Кирхгофа
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#23652

В электрической цепи, схема которой представлена на рисунке, определить величину тока и напряжение на диоде. Все элементы считать идеальными.

PIC

Показать ответ и решение

Воспользуемся правилами Кирхгофа и определим ток I  через диод. Очевидно, что этот ток течет либо от узла a к узлу b  (см. рис.), либо не течет вообще. Если в результате решения уравнений Кирхгофа значение I  получится положительным, то ток через диод течет и напряжение на нем равно нулю. В противном случае ток через диод не течет и напряжение на нем равно разности потенциалов между узлом b  и положительной клеммой батареи 4ξ  .

PIC

Первое правило Кирхгофа для узла a  : I1 = I + I2
2-ое правило Кирхгофа для контура b  – резистор 5R  a  – диод – b  (направление обхода – по часовой стрелке):

5I1R =− 3ξ+ 4ξ

Для контура a  – резистор 3R− −b − − диод – a  :

3I2R =− 4ξ+ 5ξ

Откуда

I = −-2ξ-.
    15R

Значение тока получилось отрицательным, а это означает, что при сложившемся в данной схеме распределении потенциалов ток через батарею 4ξ  может течь только в направлении от b  к a  , но в этом направлении ток не пропускает диод, являясь разрывом в цепи. Примем потенциал узла a равным нулю. Тогда потенциал положительной клеммы батареи 4ξ  равен 4ξ  , а положительной клеммы батареи 5ξ  равен 5ξ  . Напряжение на диоде равно разности потенциалов между точкой b  и положительной клеммой батареи 4ξ  . Определим потенциал точки b  , записав уравнение закона Ома для участка цепи, содержащего резистор 3R

3I0R = 5ξ− ϕb

Рассматривая весь контур, можно записать:

    −3ξ+ 5ξ   ξ
I0 = --8R--- = 4R--

Получаем:

ϕb = 17ξ
     4

Тогда искомое напряжение на диоде равно:

U = ϕ − 4ξ = ξ
     b      4

Сила тока равна 0.

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!