Часть 3. Нелинейные элементы. Вольт-амперные характеристики. Нагрузочные характеристики. Диоды

1. На рисунке приведена зависимость тока через автомобильную лампочку от напряжения на ней. Лампочку подключают к источнику постоянного напряжения U = 10 В последовательно с сопротивлением R = 4 Ом. Определите мощность лампочки.

2. На рисунке слева приведена зависимость тока через автомобильную лампочку от напряжения на ней. Лампочку включают в цепь, показанную на рисунке справа. Найдите мощность, выделяющуюся на лампочке.

 

3. На рисунке приведены вольт-амперные характеристики двух нелинейных резисторов R₁ и R₂. Какими будут токи, идущие через резисторы и источник с напряжением E = 10 В и внутренним сопротивлением r = 2 Ом, если оба резистора подключить к источнику, соединив их: а) последовательно; б) параллельно?

 

4. В схеме, приведенной на рисунке, сопротивления резисторов одинаковы и равны R, диоды идеальные. Батарею, дающую напряжение U, подключают к точкам A и В на время t₁. Затем, поменяв полюса местами, подключают батарею к схеме на время t₂. Найдите выделившееся в схеме количество теплоты.

5. 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 Rx.

6. Электрическая цепь (рисунок слева) состоит из двух одинаковых диодов (D₁ и D₂), трёх одинаковых нелинейных элементов (H₁, H₂ и H₃) и батарейки, поддерживающей постоянное напряжение U_AB = 5 В. Идеализированная вольт-амперная характеристика диода приведена на нижнем рисунке. Сила тока, протекающего через нелинейный элемент, может быть определена по формуле I = kU ², где U — напряжение на элементе, k = 0,1 A/B² — постоянный коэффициент. Определите: 1) напряжения U_H на нелинейных элементах; 2) силы токов, протекающих через диоды.

7. Электрическая цепь (рисунок слева) состоит из 2016
звеньев, состоящих из одинаковых диодов и резисторов. Вольт-амперная характеристика диода приведена на рисунке справа, напряжение U_d = 1 В. Сопротивление каждого резистора R = 1 Ом. На вход схемы подаётся постоянное напряжение U₀. 1) Определите силы токов через диоды и через резисторы при входном напряжении U₀ = 4,4 В. 2) Постройте вольт-амперную характеристику схемы (зависимость тока I₀ от U₀) в диапазоне от 0 В до 3 В. 3) Определите входное напряжение U₀, при котором ток через цепь равен I₀ = 14 А.