Инженерная олимпиада 2026, 10 класс, задача 4
Вольтамперная характеристика светодиода (зависимость тока, текущего через светодиод от напряжения на нем) приведена на рисунке справа; напряжение открытия диода В. Известно, что если мощность энерговыделения на светодиоде превосходит значение мВт, светодиод перегорает. Светодиод включают в электрическую цепь вместе с идеальным источником ЭДС В и токоограничивающим резистором, функция которого заключается в ограничении тока в цепи (см. рисунок слева). При каком минимальном значении светодиод не перегорит?
Решение.
Так как ЭДС источника больше напряжения открытия светодиода, ток в цепи пойдет. Значит, напряжение на светодиоде будет равно напряжению открытия независимо от тока в цепи. Поскольку сумма падений напряжения в цепи равна ЭДС, то для напряжения на резисторе имеем
Так через резистор (и остальные элементы цепи) находим по закону Ома для участка цепи
Такой же ток будет течь и через светодиод, и мощность энерговыделения на светодиоде будет равна работе электрического поля в единицу времени при переносе заряда через светодиод
Чтобы светодиод не перегорел, эта мощность должна быть меньше предельной мощности светодиода . Или
Отсюда находим минимальное значение сопротивления токоограничивающего резистора, при котором светодиод не перегорает
Правильная использование вольтамперной характеристики
Правильное (и обоснованное) утверждение об открытии светодиода
Правильно найдено напряжение на резисторе
Правильно найдена мощность энерговыделения на светодиоде
Правильный ответ (формула и число)