НПСФ 2017, 11–12 клас — Задача 3. Електрическа схема с диоди и батерии

Национално пролетно състезание по физика 2017, тема за 11.-12. клас · 10 март 2017 г. · 10 т.

Условие

Електрическа схема съдържа два диода $D_1$ и $D_2$, три резистора със съпротивление $R_1$, $R_2$ и $R_3$ и три батерии с електродвижещо напрежение съответно $E_1$, $E_2$ и $E_3$ (забележете, че първата е с обърната полярност спрямо другите две). На тази схема е измерена волт-амперната характеристика $I = I(U)$ с помощта на волтметър, амперметър и външен източник на постоянно напрежение U, което може да си мени стойността и полярността. Токът и напрежението се смятат за положителни, когато имат посока и полярност, както е показано на фигурата. Получената волт-амперна характеристика, измерена при напрежения в интервала (-5 V; +10 V), е дадена по-долу. Има форма на начупена линия, съставена от три отсечки – AB, BC и CD. Координатите на точките от графиката са следните: А (-5 V; -0,51 A), B (-1,5 V; -0,09 A), C (5 V; 0,04 A), D (10 V; 0,39 A). Допълнително е известна и точка E (3 V; 0 A), която лежи на BC.

а) Получете формули за зависимостта на тока от напрежението и дадените параметри на схемата ($E_1$, $E_2$ и $E_3$ и $R_1$, $R_2$ и $R_3$) за трите отсечки AB, BC и CD от волт-амперната характеристика. [4,5 т.]

б) От волт-амперната характеристика изчислете стойностите на $E_1$, $E_2$, $E_3$ и $R_1$, $R_2$, $R_3$. [4,5 т.]

в) Текат ли токове през някои от резисторите $R_1$, $R_2$ и $R_3$, ако схемата не се захранва от външно напрежение U? Какво напрежение би измерил тогава волтметърът (при премахнати външен източник на напрежение и амперметър)? [1 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: proletni_2017_11-12problems.pdf · официални решения: proletni_2017_11-12solutions.pdf