Съдържание

Условие Отговори Решение

НПСФ 2014, 10. клас — Задача 1. Варистор

Автор: Olympiads XYZ · транскрипция на официалните материали

Автоматична транскрипция · предстои повторна проверка срещу оригинала

Редактирай тази страница

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Съдържание

Условие Отговори Решение

Национално пролетно състезание по физика 2014, тема за 10. клас · 15 март 2014 г. · 10 т.

Условие

Варисторът е полупроводников елемент, който променя своето съпротивление в зависимост от приложеното му напрежение. Варистори се използват за защита на електронни схеми от високо напрежение (по-високо от максималното, на което схемата е предвидено да работи).

Ели и Сашо изследват в учебната лаборатория волтамперната характеристика на варистор (зависимостта на тока през варистора от приложеното напрежение). Резултатите са показани на графиката от фиг. 1.

(Графиката е на отделен лист, който трябва да приложите към решението на задачата.)

Същият варистор В е свързан в електрическата верига, чиято схема е показана на фиг. 2. В нея електронната схема, която трябва да бъде защитена, е заменена с консуматор с постоянно съпротивление $R_0$ . Предпазителят П прекъсва веригата, когато токът през него достигне стойност $I_\mathrm{max} = 4$ A. Максималното допустимо напрежение върху консуматора е $U_\mathrm{max} = 9$ V.

Графика на зависимостта на тока I_В през варистора (в A, от 0 до около 4,7) от напрежението U_В върху него (в V, от 0 до около 17). Кривата е силно нелинейна: почти нулев ток до около 4 V, след което токът нараства стремглаво; при 6 V токът е около 0,4 A, при 7,5 V — около 2 A, при 8,5 V — 4 A. — Фиг. 1. Волтамперна характеристика на варистора. (Под графиката на отделния лист е отпечатано: „Внимание! Приложете графиката към Вашата писмена работа.“)

Електрическа схема: източник, последователно свързан предпазител П, а към него успоредно свързани консуматорът R_0 и варисторът В. — Фиг. 2.

Същата верига, в която предпазителят е заменен с резистор R; източникът е с електродвижещо напрежение ε, а към него успоредно са свързани консуматорът R_0 и варисторът В. — Фиг. 3.

А) Опишете (качествено) как се изменя съпротивлението на варистора при увеличаване на приложеното към него напрежение. Ако увеличаваме електродвижещото напрежение на източника, възможно ли е да достигнем в този случай (фиг. 2) максималното допустимо напрежение върху консуматора? [2 т.]

Б) Заменяме предпазителя с резистор с постоянно съпротивление $R = 6\ \Omega$ . Консуматорът има постоянно съпротивление $R_0 = 10\ \Omega$ (*фиг.*3.) Вътрешното съпротивление на източника се пренебрегва.

Нека напрежението върху консуматора е $U = 6$ V. Определете напрежението $U_\mathrm{В}$ и тока $I_\mathrm{В}$ през варистора, тока $I$ през резистора и електродвижещото напрежение $\varepsilon$ на източника. [3 т.]

В) Електродвижещото напрежение на източника нараства и става $\varepsilon_1 = 2\varepsilon$ . Определете напрежението $U$ върху консуматора и тока $I_\mathrm{В}$ през варистора. [5 т.]

Отговори

Покажи отговорите

Решение

Покажи официалното решение

Оригинал в Архива: proletni_2014_10problems.pdf · официални решения: proletni_2014_10solutions.pdf