2017-11-19
Зависимость тока от напряжения на элементе X приведена на рис. Постройте график зависимости тока от напряжения для схемы, изображённой на рис. Схема состоит из резисторов $R$ и элементов X.
Решение:
Из вольт-амперной характеристики (ВАХ) следует, что через элемент X ток начинает протекать, когда напряжение на нём оказывается большим, чем $U_{0}$. Если ток уже начал протекать через элемент X, то при дальнейшем увеличении подаваемого напряжения (по абсолютной величине) падение напряжения на элементе X не будет меняться, оставаясь равным $U_{0}$ — в этом случае мы будем говорить, что элемент X открыт. В противном случае, элемент X закрыт. Пока состояние элементов X в схеме, изображённой на рис., не изменяется, ток в цепи линейно меняется с изменением напряжения. Таким образом, ВАХ состоит из линейных отрезков, начальные и конечные точки которых определяются моментами, когда один из элементов X в схеме открывается. Кроме этого, имеется возможность протекания неограниченного тока в положительном направлении, т. е., когда напряжение достаточно велико — этому соответствует вертикальная прямая на графике ВАХ. Далее, в тексте решения элементы X называются диодами. Левая ветвь графика соответствует случаю, когда верхний диод открыт, и ток течёт через него и через верхнее сопротивление $R$. Горизонтальный участок ВАХ соответствует состоянию, когда все три диода закрыты. Затем, открывается нижний правый диод, и ток течёт через него и через сопротивление $2R$. Затем, открывается левый нижний диод, и ток неограниченно возрастает. На графике обозначено $V = U_{0}$.
Ответ. График зависимости тока от напряжения для схемы показан на рисунке.