.11 Переходные процессы в RC-цепях. Ток через конденсатор
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В схеме, изображённой на левом рисунке, конденсатор ёмкостью 
мкФ, заряженный до
напряжения 
В, подключается через диод 
к резистору сопротивлением 
Ом.
Вольт-амперная характеристика диода изображена на правом рисунке. В начальный момент ключ K
разомкнут. Затем ключ замыкают.
1) Чему равен ток в цепи сразу после замыкания ключа?
2) Чему равно напряжение на конденсаторе, когда ток в цепи будет равен 10 мА?
3) Какое количество теплоты выделится на диоде после замыкания ключа?
(МФТИ, 2000)
Источники:
1) Сразу после замыкания ключа напряжение на конденсаторе остается неизменным по величине и по
знаку. Предположим, что начальный ток 
в цепи больше 10 мА. Закон Ома для нашей замкнутой
цепи в этот момент имеет вид
Поскольку полученное значение тока больше 10 мА, наше предположение верно. После замыкания
ключа конденсатор будет разряжаться, а ток в цепи будет уменьшаться. Когда ток станет равным
мА , из закона Ома найдем напряжение 
на конденсаторе
От момента замыкания ключа и до полной разрядки конденсатора диод будет находиться в двух
режимах: когда ток в цепи изменяется от 
мА до 
мА и когда ток изменяется от
мА до нуля. В первом режиме напряжение на диоде будет оставаться постоянным и равным
В , а напряжение на конденсаторе будет падать от 
В до 
В. За это время через
диод пройдет заряд
и выделившееся на диоде количество теплоты будет равно
Во втором режиме диод ведет себя как обычный резистор с сопротивлением 
Ом .
После окончания первого режима напряжение на конденсаторе равно 
В, а оставшаяся энергия
электрического поля конденсатора составляет
Поскольку сопротивление диода 
равно сопротивлению резистора 
, эта энергия разделится
поровну между диодом и резистором. Следовательно, на диоде во втором режиме выделится количество
теплоты
Тогда полное количество теплоты, которое выделится на диоде после замыкания ключа, будет равно
| Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
| Записан закон Ома | 2 |
| Записана формула заряда конденсатора | 2 |
| Записана формула энергии конденсатора | 2 |
| Выражена искомая величина | 2 |
| Представлен правильный ответ | 2 |
| Максимальный балл | 10 |
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 онлайн-обучение
Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.
Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».
Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и 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!
