Задание BD4A14: 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.
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» диод в ветви R₁ заперт. Ток идёт только через R₂ от A к B. Поэтому
P₁ = ℰ²R₂, R₂ = ℰ²P₁.
Подстановка:
R₂ = (12 В)²14,4 Вт = 10 Ом.
Ток R₂ равен I₂ = ℰ÷R₂ = 1,2 А; токи R₁ и диода нулевые.
2. При B «плюс», A «минус» диод открыт. Ток течёт от B к A по обеим параллельным ветвям: через R₂ и через диод последовательно с R₁. Поскольку источник идеален, напряжение на каждой ветви по модулю 12 В:
P₂ = ℰ²R₂ + ℰ²R₁,
R₁ = ℰ²P₂ − P₁.
Подстановка:
R₁ = (12 В)²21,6 Вт − 14,4 Вт = 20 Ом.
3. Проверка. Во втором случае через R₁ и диод проходит 0,6 А, через R₂ — 1,2 А. Суммарная мощность 12 В·(0,6 А + 1,2 А) = 21,6 Вт. Открытый диод не закорачивает всю нагрузку: в его ветви остаётся R₁. Его собственное тепловыделение пренебрежимо мало, поскольку падение напряжения равно нулю.

Ответ: R₁ = 20 Ом, R₂ = 10 Ом.