НОФ 2018, III кръг (национален), 10–12 клас — Задача 3. Електрическа схема с диоди и батерии

Национална олимпиада по физика 2018, национален кръг, теоретичен кръг, тема 10.–12. клас (четвърта състезателна група) · 3 април 2018 г. · 15 т.

Условие

Електрическа схема съдържа амперметър, два диода D1D_1 и D2D_2 (амперметърът и диодите са идеални), три резистора със съпротивление R1R_1, R2R_2 и RR, и два източника на напрежение. Единият е с фиксирано електродвижещо напрежение E1\mathcal{E}_1, а стойността Ex\mathcal{E}_x на електродвижещото напрежение на другия може да се променя в голям интервал, Ex∈[0,+∞)\mathcal{E}_x \in [0,+\infty).

Електрическата схема с двата диода.

а) Получете формула за тока II през амперметъра, изразен чрез параметрите на схемата (R,R1,R2,E1,ExR, R_1, R_2, \mathcal{E}_1, \mathcal{E}_x). Ако тази формула е различна за различни стойности на Ex\mathcal{E}_x, разгледайте всички възможни случаи и пояснете във всеки отделен случай в какво състояние (запушено или отпушено) е всеки диод [6 т.]

Схемата е сглобена, като изследователят не знаел конкретните стойности (R,R1,R2,E1R, R_1, R_2, \mathcal{E}_1) на използваните елементи. Направил само 4 измервания (дадени в таблицата). След като начертал данните на графика, той решил, че те са достатъчни за изчисляването на стойностите на R,R1,R2,E1R, R_1, R_2, \mathcal{E}_1.

Ex\mathcal{E}_x, VII, mA
0,040,0
12,045,0
20,055,0
30,075,0

б) Начертайте данните от таблицата на предоставения ви графичен лист. Като използвате теоретичните резултати от подусловие а), начертайте графиката на зависимостта I=f(Ex)I = f(\mathcal{E}_x), Ex∈[0,30 V]\mathcal{E}_x \in [0, 30\ \mathrm{V}]. [3 т.]

в) От начертаната графика в подусловие б) изчислете стойностите на R,R1,R2R, R_1, R_2 и E1\mathcal{E}_1. [6 т.]

Всички получени резултати запишете в долната таблица:

I=f(Ex,R,R1,R2,E1)I = f(\mathcal{E}_x, R, R_1, R_2, \mathcal{E}_1)за Ex∈(?,?)\mathcal{E}_x \in (?,?), състояние на диоди? (запушен/отпушен)величинаизчислена стойност
RR
R1R_1
R2R_2
E1\mathcal{E}_1
Предоставеният празен графичен лист към подусловие б).

Решение


Оригинал в Архива: NOF3_2018_10-12problems.pdf · официални решения: NOF3_2018_10-12solutions.pdf