Сопротивление материалов выполнение курсовой Инженерная графика выполнение сборочного чертежа История искусства Курс лекций по физике Примеры решения задач
Постоянный электрический ток Закон Ома для участка цепи Источник тока Работа и мощность электрического тока Термодинамика Первое начало термодинамики Круговые процессы.

Нелинейные элементы в цепях постоянного тока

Определить величину силы тока через идеальный источник (r = 0, e = 10 В) при включении его в схему двумя способами, если R1 = R2 = R3 = R4 = 10 Ом, а диод идеальный, т.е. обладает в прямом направлении нулевым сопротивлением, а в обратном направлении бесконечно большим сопротивлением.

  Решение

 1. В первом случае (левая схема) диод будет представлять собой бесконечно большое сопротивление, т.е., по сути, разрыв цепи. Во втором случае (правая схема) сопротивление диода будет мало. Таким образом эквивалентные схемы цепей можно преобразовать следующим образом.

  2. В случае большого сопротивления цепи резисторы R3 и R4 оказываются включенными последовательно, их общее сопротивление - R3,4 = 20 Ом, которое, в свою очередь включено параллельно резистору R2

 . (1)

 3. Определим эквивалентное сопротивление правой цепи

 . (2)

 4. Сила тока в первом случае включения источника тока

 . (3)

  5. При открытом диоде, когда он обладает весьма малым сопротивлением схему тоже можно последовательно преобразовать, при этом

 , (4)

 , (5)

 . (6)

 6. Сила тока при открытом диоде составит

  . (7)

  2.5.2. Определить силу тока, протекающего через идеальный диод, если он включен в диагональ симметричного моста, составленного из сопротивлений R1 = 10 кОм, R2 = 15 кОм, R3 = 30 кОм R4 = 25 кОм. Мостик подключен к идеальному источнику тока с e = 200 B.

 Решение

 1. Предположим, что диод заперт, т.е. между точками а и b бесконечно большое сопротивление. В этом случае общее сопротивление схемы определится уравнением

 . (1)

 2. Сила тока через источник определится как

 . (2)

  3. Эквивалентная схема цепи в этом случае может быть представлена в виде последовательного соединения сопротивлений R1,4 и R2,3, которые, в свою очередь, включены параллельно источнику тока

 , (1)

 . (2)

 4. Падение напряжения на элементах эквивалентной схемы

 , (3)

 , (4)

 , (5)

 . (6)

  5. Разность потенциалов между точками включения диода составляет DU = 12 В, при такой полярности в узловых точках диод должен быть открыт и должен представлять собой весьма малое сопротивление. Другими словами эквивалентная схема цепи будет представлять собой параллельное включение сопротивлений R1, R2 и R3,R4, которые образуют последовательную цепь. Общее сопротивление цепи в этом случае определится как

 . (7)

  6. Сила тока через источник

 . (8)

 7. Составим систему уравнений Кирхгофа для баланса токов в узлах a и b, дополнив их двумя уравнениями закона Ома для участка цепи

  (9)

 8. Подставив в уравнения (5) и (6) заданные значения сопротивлений, преобразуем их к виду

 . (10)

 9. Подставим значение силы тока I1 из уравнения (10) в уравнение (1) системы (9)

 . (11)

 10. Сила тока I1 из уравнений (10) определится как

 . (12)

 11. Далее подставим значение силы тока I2 из уравнения (10) в уравнение (4) системы (9)

 . (13)

 12. Определим далее силу тока I2, воспользовавшись для этого уравнениями (10)

 . (14)

 13. Из уравнения (4) системы (9) найдём искомую величину силы тока через диод

 . (15)

Бесконечная плоскость заряжена отрицательно с поверхностной плотностью = 35,4 нКл/м2. В направлении силовой линии поля, созданного плоскостью движется электрон. На расстоянии y0 = 5 10 2 м электрон имел кинетическую энергию К = 80 эВ. На какое минималь-ное расстояние ymin электрон может приблизиться к плоскости?
Магнитное поле движущегося электрического заряда