Тема . Электродинамика. Электричество и цепи

.04 Диоды

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела электродинамика. электричество и цепи
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#46379

В схеме, показанной на рисунке, оба источника одинаковы. Диод существенно отличается от идеального: его вольтамперная характеристика (связь протекающего тока с напряжением) в открытом состоянии описывается выражением I(U) = I (U-)2
        0 ℰ   , где I
 0   – ток короткого замыкания каждого из источников, а E  – величина ЭДС. Пока ключ K  разомкнут, конденсатор заряжен до заряда q1   . Какой заряд будет на конденсаторе в установившемся режиме после замыкания ключа?

(«Покори Воробьёвы горы!», 2017, 10–11)

PIC

Показать ответ и решение

Рассмотрим сначала состояние схемы до замыкания ключа. Напряжение на конденсаторе U  совпадает с напряжением на диоде и на ветви с источником. Согласно закону Ома для участка цепи с ЭДС ток в цепи определяется соотношением: ℰ − Ir =  U  .

С другой стороны, r = ℰI0   , а ток связан с напряжением соотношением       (  )2
I = I0 Uℰ-   . Поэтому (U)2   U-
 ℰ   + ℰ −  1 = 0  , и, используя положительный корень этого уравнения, находим, что      √5-−1
U  =   2  ℰ     .

Значит,             √-
q1 = CU  =  -52−1C ℰ     . После замыкания ключа образуется батарея из двух источников с той же ЭДС и внутренним сопротивлением r   -ℰ-
2 = 2I0   . Повторяя вновь выкладки, получим новое уравнение для напряжения (   )
  U′ 2 + 2 U′− 2 = 0
  ℰ       ℰ  , откуда        √ --
U ′ = (  3 − 1 )ℰ     .

Следовательно, новый заряд на конденсаторе          ′   √ --           2(√3− 1)
q2 = CU   = (  3 − 1)C ℰ =  -√5−1-q1 ≈ 1,18q1   . Заряд конденсатора увеличился.

(Официальное решение ПВГ)

Ответ:

Специальные программы

Все 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!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!