Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 275
2014-05-31 
В сеть с напряжением $U = U_{0} \cos \omega t$ включены последовательно активное сопротивление $R$, конденсатор емкостью $C$, идеальный диод (сопротивление которого в одном направлении равно нулю, а в другом - бесконечности). В момент включения заряд конденсатора равен нулю. Найдите зависимость тока, напряжения на конденсатора и напряжения на диоде от времени в установившемся режиме.
Решение:
Сразу же после включения цепи в сеть под напряжением $U$ конденсатор начинает заряжаться через диод. К моменту получения конденсатором максимального заряда ток в цепи прекращается. Разряжаться конденсатор не может, так как в обратном направлении диод тока не пропускает. Таким образом, в установившемся режиме ток в цепи не течет, конденсатор заряжен до некоторого постоянного напряжения, диод закрыт.
Напряжение на диоде находится из условия
$U_{R}+U_{C}+U_{д}=U_{0} \cos \omega t$. (1)
В установившемся режиме ток в цепи отсутствует и поэтому $U_{R} = 0$. Напряжение на конденсаторе сохраняет постоянное значение $U_{C}$. С учетом этого равенство (1) принимает вид
$U_{C}+U_{д}=U_{0} \cos \omega t$,
или
$U_{д}= - U_{C}+U_{0} \cos \omega t$. (2)
Условие того, что конденсатор больше не заряжается, т. е. ток через диод не идет (диод "закрыт"), можно представить в виде $U_{д}=$. Из формулы (2) следует, что это условие будет выполнено в те моменты времени при минимальном значении напряжения на конденсаторе, равном $U_{0}$, так что напряжение на диоде
$U_{д}=-U_{0}(1- \cos \omega t)$.
В сеть с напряжением $U = U_{0} \cos \omega t$ включены последовательно активное сопротивление $R$, конденсатор емкостью $C$, идеальный диод (сопротивление которого в одном направлении равно нулю, а в другом - бесконечности). В момент включения заряд конденсатора равен нулю. Найдите зависимость тока, напряжения на конденсатора и напряжения на диоде от времени в установившемся режиме.
Решение:
Сразу же после включения цепи в сеть под напряжением $U$ конденсатор начинает заряжаться через диод. К моменту получения конденсатором максимального заряда ток в цепи прекращается. Разряжаться конденсатор не может, так как в обратном направлении диод тока не пропускает. Таким образом, в установившемся режиме ток в цепи не течет, конденсатор заряжен до некоторого постоянного напряжения, диод закрыт.
Напряжение на диоде находится из условия
$U_{R}+U_{C}+U_{д}=U_{0} \cos \omega t$. (1)
В установившемся режиме ток в цепи отсутствует и поэтому $U_{R} = 0$. Напряжение на конденсаторе сохраняет постоянное значение $U_{C}$. С учетом этого равенство (1) принимает вид
$U_{C}+U_{д}=U_{0} \cos \omega t$,
или
$U_{д}= - U_{C}+U_{0} \cos \omega t$. (2)
Условие того, что конденсатор больше не заряжается, т. е. ток через диод не идет (диод "закрыт"), можно представить в виде $U_{д}=$. Из формулы (2) следует, что это условие будет выполнено в те моменты времени при минимальном значении напряжения на конденсаторе, равном $U_{0}$, так что напряжение на диоде
$U_{д}=-U_{0}(1- \cos \omega t)$.
