Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 807
2016-09-04 
К точкам $A$ и $B$ цепи, изображённой на рисунке, можно подключать или резистор с сопротивлением $R$, или диод, сопротивление которого в прямом направлении много меньше $R$, а в обратном - много больше $R$. Найдите для каждого из трёх возможных способов подключений зависимость показаний амперметра от сопротивления $R_{x}$. Нарисуйте графики полученных зависимостей.
Решение:
рис.1
рис.2
рис.3
Если к точкам $A$ и $B$ подключить резистор сопротивлением $R$, то схема окажется симметричной, напряжение на $R_{x}$ будет равно нулю. Тогда сопротивление нагрузки для источника $\cal{E}$ легко рассчитать. Нагрузка эквивалентна двум парам параллельно соединённых резисторов сопротивлением $R$. Поэтому сопротивление её равно $R$. Итак, при подключении резистора ток
$I = \frac{ \cal{E}}{R}$ и не зависит от сопротивления $R_{x}$.
Если подключить диод в прямом направлении, то его сопротивлением можно пренебречь. Тогда цепь окажется эквивалентной цепи, приведённой на рисунке 1. Сопротивление нагрузки в этой цепи
$R_{l} = R \frac{2R_{x} +R}{3R_{x} + 2R}$,
а ток через амперметр
$I_{0} = \frac{ \cal{E}}{R} \cdot \frac{3R_{x} + 2R}{2R_{x} + R}$.
Если диод включить в обратном направлении, то получим эквивалентную схему, изображённую на рисунке 2. Сопротивление нагрузки в этом случае
$R_{l} = R \frac{2R_{x} + 3R}{R_{x} + 2R}$,
а ток
$I_{c} = \frac{ \cal{E}}{R} \cdot \frac{R_{x} + 2R}{2R_{x} + 3R}$.
На рисунке 3 представлены графики полученных зависимостей.
К точкам $A$ и $B$ цепи, изображённой на рисунке, можно подключать или резистор с сопротивлением $R$, или диод, сопротивление которого в прямом направлении много меньше $R$, а в обратном - много больше $R$. Найдите для каждого из трёх возможных способов подключений зависимость показаний амперметра от сопротивления $R_{x}$. Нарисуйте графики полученных зависимостей.
Решение:
рис.1
рис.2
рис.3
Если к точкам $A$ и $B$ подключить резистор сопротивлением $R$, то схема окажется симметричной, напряжение на $R_{x}$ будет равно нулю. Тогда сопротивление нагрузки для источника $\cal{E}$ легко рассчитать. Нагрузка эквивалентна двум парам параллельно соединённых резисторов сопротивлением $R$. Поэтому сопротивление её равно $R$. Итак, при подключении резистора ток
$I = \frac{ \cal{E}}{R}$ и не зависит от сопротивления $R_{x}$.
Если подключить диод в прямом направлении, то его сопротивлением можно пренебречь. Тогда цепь окажется эквивалентной цепи, приведённой на рисунке 1. Сопротивление нагрузки в этой цепи
$R_{l} = R \frac{2R_{x} +R}{3R_{x} + 2R}$,
а ток через амперметр
$I_{0} = \frac{ \cal{E}}{R} \cdot \frac{3R_{x} + 2R}{2R_{x} + R}$.
Если диод включить в обратном направлении, то получим эквивалентную схему, изображённую на рисунке 2. Сопротивление нагрузки в этом случае
$R_{l} = R \frac{2R_{x} + 3R}{R_{x} + 2R}$,
а ток
$I_{c} = \frac{ \cal{E}}{R} \cdot \frac{R_{x} + 2R}{2R_{x} + 3R}$.
На рисунке 3 представлены графики полученных зависимостей.
