Съдържание

НПСФ 2007, 8. клас — Задача 1

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НПСФ 2007

Национално състезание по физика 2007, тема за 8. клас · 16 март 2007 г. · 10 т.

Условие

Полупроводниковият диод е електронен елемент, което не пропуска ток при приложено напрежение в дадена посока (обратно напрежение) и пропуска ток в обратната посока (право напрежение).При това съпротивлението на диода при право напрежение зависи от последното. Един опростен модел на това поведение на диода е следното – при напрежения в права посока върху диода в интервала $0 \le U \le 0{,}5\mathrm{V}$ , той има съпротивление с големина $1\Omega$ . При по-високи напрежения той практически няма съпротивление (може да се разглежда като съединителен проводник), но върху него има постоянен пад от напрежение $0{,}5$ V. Като използвате тези данни, определете:

Схемно означение на полупроводников диод — триъгълник с върха към чертичка, върху хоризонтален проводник. — Означение на полупроводников диод.

а) Зависимостта на тока от напрежението (при право и обратно напрежение) при последователно свързани диод и съпротивление с големина $1\Omega$ . [5 т.]

Хоризонтален проводник с правоъгълен резистор, означен 1Ω, свързан последователно с диод. — Схема към подусловие а): последователно свързани съпротивление $1\,\Omega$ и диод.

б) Зависимостта на тока от напрежението (при право и обратно напрежение), когато успоредно на диода е свързано съпротивление с големина $1\Omega$ , а последователно на тях – съпротивление също с големина $1\Omega$ . [5 т.]

Хоризонтален проводник с резистор 1Ω, следван от блок, в който диод и втори резистор 1Ω са свързани успоредно. — Схема към подусловие б): съпротивление $1\,\Omega$ , свързано последователно на успоредно свързаните диод и съпротивление $1\,\Omega$ .

Отговори

Решение

а) При обратно напрежение за диода схемата няма да пропуска ток. (1 т.) При право свързване схемата е подобна на две последователно свързани съпротивления с големени по $1\Omega$ , откъдето намираме $I = \dfrac{U}{2}$ , (1 т.) но при условие, че падът върху диода не превишава $0{,}5\mathrm{V}$ , т.е. при $0<U<1\mathrm{V}$ , (1 т.) .При напрежения $U>1\mathrm{V}$ поведението на схемата ще се определя само от последователно свързаното съпротивление с големина $1\Omega$ , върху което има напрежение $U-0{,}5$ V , (1 т.) – т.е.

$I = \dfrac{U-0{,}5}{1}$ , (1 т.)

б) При отрицателно напрежение върху диода той няма да пропуска ток, но ток ще тече през веригата, съставена от последователно свързаните омови съпротивления с общо съпротивлние $R=1+1=2\Omega$ , откъдето $I = \dfrac{U}{2}$ . (1 т.)

При положително напрежение върху диода и напрежение върху него в интервала $0<U<0{,}5\mathrm{V}$ диодът е подобен на съпротивление с големина $1\Omega$ , а схемата ще има общо съпротивление $3/2\,\Omega$ . (1 т.). Откъдето получаваме за тока $I = \dfrac{2U}{3}$ , (1 т.), което отговаря на напрежение $0<U<1{,}5\mathrm{V}$ върху цялата схема. (1 т.)

При напрежения $U>1{,}5\mathrm{V}$ диода ще пропуска произволен ток, но ще има постоянно напрежение от $0{,}5\mathrm{V}$ върху него и зависимостта е както в подуслвие а)

$I = \dfrac{U-0{,}5}{1}$ , (1 т.)

Оригинал в Архива: proletni_2007_8problems.pdf · официални решения: proletni_2007_8solutions.pdf