Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 6357
2018-02-18 
Найти максимальное падение напряжения на резисторе, имеющем сопротивление $R$, и долю периода, в течение которой ток в цепи отличен от нуля (рис.). Построить график зависимости от времени падения напряжения на сопротивлении $R$. Амплитудное значение напряжения источника переменного тока равно 220 В, а частота равна 50 Гц. Внутренним сопротивлением батареи постоянной ЭДС можно пренебречь. Решить задачу для двух случаев, когда зависимость тока через диод от приложенного к нему напряжения имеет вид, представленный на рис.
Решение:
1) Тока через диод нет, пока приложенное к нему напряжение не достигнет 10 В. При более высоком напряжении диод не оказывает влияния на характер тока, протекающего в цепи. Пусть зависимость переменного напряжения от времени имеет вид $U(t) = U_{0} \cos (2 \pi t/T)$, где $U_{0} = 220 B$. Если учесть ЭДС батареи, то ясно, что диод открыт при
$U(t) \geq 210 В$, т.е. при $\cos (2 \pi t/T) \geq 21/22$.
В течение времени
$\tau = (T/ \pi) arccos (21/22)$
диод открыт. Искомая доля периода
$\tau / T = (1 / \pi) arccos (21/22)$.
Максимальное падение напряжения на резисторе $U_{max} = 10 B$. Качественный график зависимости от времени падения напряжения на резисторе представлен на рис.
2) Зависимость тока через диод от напряжения расшифровывается просто: тока через диод нет, пока приложенное к нему напряжение не достигнет 10 В. При дальнейшем увеличении напряжения диод эквивалентен резистору с сопротивлением 10 Ом. Искомое максимальное падение напряжения на резисторе $U_{max} = 5 В$.
Найти максимальное падение напряжения на резисторе, имеющем сопротивление $R$, и долю периода, в течение которой ток в цепи отличен от нуля (рис.). Построить график зависимости от времени падения напряжения на сопротивлении $R$. Амплитудное значение напряжения источника переменного тока равно 220 В, а частота равна 50 Гц. Внутренним сопротивлением батареи постоянной ЭДС можно пренебречь. Решить задачу для двух случаев, когда зависимость тока через диод от приложенного к нему напряжения имеет вид, представленный на рис.
Решение:
1) Тока через диод нет, пока приложенное к нему напряжение не достигнет 10 В. При более высоком напряжении диод не оказывает влияния на характер тока, протекающего в цепи. Пусть зависимость переменного напряжения от времени имеет вид $U(t) = U_{0} \cos (2 \pi t/T)$, где $U_{0} = 220 B$. Если учесть ЭДС батареи, то ясно, что диод открыт при
$U(t) \geq 210 В$, т.е. при $\cos (2 \pi t/T) \geq 21/22$.
В течение времени
$\tau = (T/ \pi) arccos (21/22)$
диод открыт. Искомая доля периода
$\tau / T = (1 / \pi) arccos (21/22)$.
Максимальное падение напряжения на резисторе $U_{max} = 10 B$. Качественный график зависимости от времени падения напряжения на резисторе представлен на рис.
2) Зависимость тока через диод от напряжения расшифровывается просто: тока через диод нет, пока приложенное к нему напряжение не достигнет 10 В. При дальнейшем увеличении напряжения диод эквивалентен резистору с сопротивлением 10 Ом. Искомое максимальное падение напряжения на резисторе $U_{max} = 5 В$.
