Инженерная олимпиада 2025, 9 класс, задача 4
Вольтамперная характеристика диода (зависимость тока, текущего через диод, от приложенного к нему напряжения) представлена на рисунке (положительным считается напряжение, соответствующее приложению «плюса» и «минуса» как на вставке на рисунке).
Два диода 1 и 2 с напряжением открытия и соединили последовательно с резисторами и соответственно, затем эти два участка соединили параллельно и приложили к ним положительное напряжение (см. рисунок). Найти ток через источник.
Вольтамперная характеристика идеального диода показывает, что если к диоду приложить положительное напряжение, превышающее напряжение открытия диода, напряжение на диоде будет равно напряжению открытия. А куда же «денется» избыток напряжения? А какой ток будет течь через диод? Ток через диод будет таким, чтобы напряжение на остальных элементах цепи, включенных последовательно с диодом, было равно избытку приложенного к цепи напряжения над напряжением открытия диода. Давайте используем эти принципы для расчета данной цепи.
Так как напряжение, приложенное к цепи, больше напряжения открытия диодов, оба диода будут открыты. При этом напряжение на резисторе, включенном последовательно с диодом с напряжением открытия , будет равно , а напряжение на резисторе, включенном последовательно с диодом с напряжением открытия , будет равно . Поэтому из закона Ома для участка цепи заключаем, что через первый резистор будет течь электрический ток
а через второй резистор - ток
Ну а поскольку эти элементы цепи соединены параллельно, через источник будет течь электрический ток , равный их сумме
Понимание принципов использования вольтамперной характеристики любого элемента электрической цепи
Правильное использование вольтамперной характеристики идеального диода: при приложении положительного напряжения, большего напряжения открытия, диод открывается, напряжение на нем равно напряжению открытия, а «избыток» напряжения будет приложен к тем элементам цепи, которые подключены последовательно с диодом
Правильно найден ток, текущий через первый диод
Правильно найден ток, текущий через второй диод
Правильный ответ