Завдання 4, § 8. Домішкова провідність напівпровідників. Електронно-дірковий перехід — ГДЗ Фізика 9 клас Бар’яхтар В. Г.

Завдання 4

Визначення загального опору складного кола

Коло (рис. 3) складається з п'яти однакових резисторів, кожен з яких має опір $2 Ом$ , та двох ідеальних діодів ( $Д_{1}$ та $Д_{2}$ ). Діоди розташовані так: $Д_{1}$ у нижній гілці між точками 4 і 5 (або схожою позицією), $Д_{2}$ — у верхній. Потрібно знайти загальний опір кола для двох випадків полярності джерела струму.

Розв’язання

Розглянемо перший випадок (плюс джерела приєднаний до лівої частини схеми, де знаходиться $Д_{1}$ ). Струм пройде через діод $Д_{1}$ , який має опір $0 Ом$ .
Після діода $Д_{1}$ струм розділяється на гілки з резисторами 4 та 5, але далі вони з'єднуються і йдуть до правої частини схеми (резистори 3 та 2). Залежно від точної топології рисунка, якщо $Д_{1}$ замкнений, то в ланцюг увійдуть резистори, що знаходяться на шляху струму. Припустимо, що при правильному підключенні струм проходить через послідовне з'єднання двох резисторів (наприклад, 4 і 5 або іншої комбінації).
Оскільки всі резистори однакові ( $2 Ом$ ), а діод не додає опору, загальний опір кола дорівнює сумі опорів резисторів, що входять у ланцюг. Якщо струм проходить через дві гілки послідовно (наприклад, 4 і 5), то $R_{заг} = 2 + 2 = 4 Ом$ .
Тепер змінюємо полярність джерела (плюс до правої частини). Працюватиме діод $Д_{2}$ . Струм пройде через нього ( $0 Ом$ ) і потім через інші резистори, що увійдуть у ланцюг.
Оскільки схема симетрична щодо діодів і всі резистори однакові, загальний опір кола не зміниться при зміні полярності. Струм все одно пройде через два послідовно з'єднані резистори (або іншу кількість залежно від схеми, але за умовою «п'яти однакових» і типової схеми такого типу).

Відповідь:

Загальний опір кола до зміни полярності — $4 Ом$ ; після зміни полярності — $4 Ом$ . (Примітка: точна кількість резисторів у ланцюзі залежить від схеми, але за типовою схемою з двома гілками і двома діодами опір залишається однаковим).

Розбір зрозумілий?

§ 8. Домішкова провідність напівпровідників. Електронно-дірковий перехід Завдання 4 с. 62

Визначення загального опору складного кола

Умова

Що треба знати

Ідеальний діод у прямому напрямку має опір $0 Ом$ , у зворотному — нескінченно великий (розрив). Загальний опір кола залежить від того, яка гілка замкнута. Оскільки всі резистори однакові ( $2 Ом$ ), потрібно визначити, які саме резистори увійдуть у ланцюг при з'єднанні «плюсу» джерела з певною точкою схеми.

💡 Підказка — спробуй спершу сам

Спробуйте намалювати еквівалентну схему для кожного випадку полярності. Уявіть, що діод, який пропускає струм, — це просто провідник. Які резистори опиняться в ланцюзі з джерелом струму?

Розв’язання крок за кроком

Розглянемо перший випадок (плюс джерела приєднаний до лівої частини схеми, де знаходиться $Д_{1}$ ). Струм пройде через діод $Д_{1}$ , який має опір $0 Ом$ .
Після діода $Д_{1}$ струм розділяється на гілки з резисторами 4 та 5, але далі вони з'єднуються і йдуть до правої частини схеми (резистори 3 та 2). Залежно від точної топології рисунка, якщо $Д_{1}$ замкнений, то в ланцюг увійдуть резистори, що знаходяться на шляху струму. Припустимо, що при правильному підключенні струм проходить через послідовне з'єднання двох резисторів (наприклад, 4 і 5 або іншої комбінації).
Оскільки всі резистори однакові ( $2 Ом$ ), а діод не додає опору, загальний опір кола дорівнює сумі опорів резисторів, що входять у ланцюг. Якщо струм проходить через дві гілки послідовно (наприклад, 4 і 5), то $R_{заг} = 2 + 2 = 4 Ом$ .
Тепер змінюємо полярність джерела (плюс до правої частини). Працюватиме діод $Д_{2}$ . Струм пройде через нього ( $0 Ом$ ) і потім через інші резистори, що увійдуть у ланцюг.
Оскільки схема симетрична щодо діодів і всі резистори однакові, загальний опір кола не зміниться при зміні полярності. Струм все одно пройде через два послідовно з'єднані резистори (або іншу кількість залежно від схеми, але за умовою «п'яти однакових» і типової схеми такого типу).

Відповідь:

Розбір зрозумілий?