Задание 5B4E6C: Электродинамика

Модель: элементы цепи сосредоточенные, провода идеальные; систему отсчёта связываем с неподвижной цепью. Механическое движение отсутствует, поэтому оси и проекции механических сил здесь не нужны. Положительные направления тока и напряжения выбираем согласованно; если полярность не задана, искомые заряд и напряжение понимаем по модулю.
1. Диод включён в прямом направлении. По графику при I₁ = 0,1 А его напряжение U_D ≈ 3 В. В отличие от резистора, светодиод нельзя считать элементом с постоянным сопротивлением U_D÷I. Здесь используется почти вертикальная часть его характеристики.
2. В последовательной цепи напряжения складываются. При нулевом внутреннем сопротивлении источника
ℰ₁ = I₁R + U_D,
R = ℰ₁ − U_DI₁.
Подстановка:
R ≈ 6 В − 3 В0,1 А = 30 Ом.
3. При замене источника резистор остаётся тем же. Снова используя характеристику U_D ≈ 3 В, получаем
I₂ ≈ ℰ₂ − U_DR.
Подстановка:
I₂ ≈ 4,5 В − 3 В30 Ом = 0,05 А.
4. Проверка области применимости. Полученное значение лежит на нижней границе указанного открытого интервала 0,05 А < I < 0,2 А, а не строго внутри него. Поэтому равенство тока 0,050000 А не является точным следствием постоянного U_D. Однако по самому рисунку вблизи 0,05 А напряжение также близко к 3 В; графический ответ остаётся приблизительно 0,05 А. Обратная подстановка даёт около 1,5 В на резисторе и 3 В на диоде, сумма 4,5 В. Для более точного тока потребовалась бы более точная характеристика, чем данный график.

Ответ: примерно 0,05 А.