Задание 925AFB: Электродинамика

Открытый банк ФИПИ · условие и решение задания

Открыть решение ↓ Ошибка или пожелание
Дайте развернутый ответ.

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного полюса, а к точке В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность равна 14,4 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалась равной 7,2 Вт. Укажите, как течёт ток через диоды и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.

 


 

i
СВОЙСТВА ЗАДАНИЯ
КЭС:
3 Электродинамика
Тип ответа:Развернутый ответ
Номер: 925AFB
НЕ РЕШЕНО Изменить статус

Решение задания 925AFB

Ответ: R₁ = 10 Ом, R₂ = 20 Ом

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.
Идеальный диод при прямом включении заменяем проводом с нулевым падением напряжения, при обратном — разрывом. Направление условного тока во внешней цепи идёт от положительного полюса источника к отрицательному.
1. При A «плюс», B «минус» левый диод, шунтирующий R₁, заперт. Правый диод открыт и закорачивает R₂: его выводы имеют одинаковые потенциалы, поэтому через R₂ ток не течёт. Ток идёт от A через R₁ и правый диод к B. Мощность
P₁ = ℰ²R₁, R₁ = ℰ²P₁.
Подстановка:
R₁ = (12 В)²14,4 Вт = 10 Ом.
2. После изменения полярности ток направлен от B к A. Правый диод заперт, левый открыт и шунтирует R₁. Теперь ток идёт только через R₂ и левый диод, а через R₁ не идёт:
P₂ = ℰ²R₂, R₂ = ℰ²P₂.
Подстановка:
R₂ = (12 В)²7,2 Вт = 20 Ом.
3. Проверка. В первом случае ток R₁ и правого диода равен 1,2 А; произведение 12 В·1,2 А = 14,4 Вт. Во втором ток R₂ и левого диода 0,6 А, мощность 7,2 Вт. Через зашунтированный резистор ток равен нулю, даже если он не вырезан из схемы. Нельзя складывать R₁ и R₂: при любой полярности один из них закорочен проводящим диодом.

Ответ: R₁ = 10 Ом, R₂ = 20 Ом.

Электродинамика: схема решения задания 925AFB
Обозначения: A плюс, B минус: Правый D шунтирует R₂: R₁ = 10 Ом; ток 1,2 А. B плюс, A минус: Левый D шунтирует R₁: R₂ = 20 Ом; ток 0,6 А. Проверка мощностей: 12·1,2 = 14,4 Вт: 12·0,6 = 7,2 Вт.

Помочь улучшить сайт

Напишите пожелание к сайту или решению либо сообщите о найденной неточности в задании 925AFB.

Сообщение увидит только команда сайта: на странице оно не публикуется.

Комментарии к решению

Комментарии видны всем посетителям сайта.

Комментариев пока нет. Будьте первым.

Чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.