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?
Ответ
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