Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1268
2016-10-20 
В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, вольтметр и батарейка идеальные. Диод при включении в обратном направлении не пропускает ток, а при включении в прямом направлении открывается при напряжении $U_{0}$ (вольт-амперная характеристика диода приведена на графике в условии задачи 1267). Что показывает вольтметр в этой цепи? Что он будет показывать, если изменить полярность включения диода?
Решение:
Очевидно, что при $\mathcal{E} < U_{0}$ ток в цепи не будет идти при включении диода в любом направлении, и следовательно, в этом случае вольтметр будет показывать напряжение $V_{1} = \mathcal{E}$.
В случае $\mathcal{E} > U_{0}$ диод открывается, и падение напряжения на нём не зависит от тока и равняется $U_{0}$. Поэтому закон Ома для всей замкнутой цепи имеет вид:
$\mathcal{E} = U_{0} + I(R_{1} + R_{2})$,
а ток в цепи равен
$I = \frac{ \mathcal{E} - U_{0}}{R_{1}+R_{2}}$.
При этом вольтметр будет показывать напряжение
$V_{2} = U_{0} + IR_{1} = \frac{ \mathcal{E} R_{1} + U_{0}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$.
Если изменить полярность включения диода, то ток в цепи течь не будет, так как диод не пропускает ток в обратном направлении. Поэтому вольтметр покажет напряжение $V = \mathcal{E}$.
В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, вольтметр и батарейка идеальные. Диод при включении в обратном направлении не пропускает ток, а при включении в прямом направлении открывается при напряжении $U_{0}$ (вольт-амперная характеристика диода приведена на графике в условии задачи 1267). Что показывает вольтметр в этой цепи? Что он будет показывать, если изменить полярность включения диода?
Решение:
Очевидно, что при $\mathcal{E} < U_{0}$ ток в цепи не будет идти при включении диода в любом направлении, и следовательно, в этом случае вольтметр будет показывать напряжение $V_{1} = \mathcal{E}$.
В случае $\mathcal{E} > U_{0}$ диод открывается, и падение напряжения на нём не зависит от тока и равняется $U_{0}$. Поэтому закон Ома для всей замкнутой цепи имеет вид:
$\mathcal{E} = U_{0} + I(R_{1} + R_{2})$,
а ток в цепи равен
$I = \frac{ \mathcal{E} - U_{0}}{R_{1}+R_{2}}$.
При этом вольтметр будет показывать напряжение
$V_{2} = U_{0} + IR_{1} = \frac{ \mathcal{E} R_{1} + U_{0}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$.
Если изменить полярность включения диода, то ток в цепи течь не будет, так как диод не пропускает ток в обратном направлении. Поэтому вольтметр покажет напряжение $V = \mathcal{E}$.
