Klub 44F - zadania II 2013»Zadanie 553
o zadaniu...
- Zadanie pochodzi z artykułu Klub 44F - zadania II 2013
- Publikacja w Delcie: luty 2013
- Publikacja elektroniczna: 31 stycznia 2013
- Artykuł źródłowy w wersji do druku [application/pdf]: (117 KB)
Ile ciepła wydzieli się na oporze
w obwodzie przedstawionym na
rysunku (a) po zamknięciu klucza? W chwili początkowej kondensator
o pojemności
nie jest naładowany. Siła elektromotoryczna źródła
prądu wynosi
opór wewnętrzny źródła jest zaniedbywalny.
Wyidealizowana charakterystyka prądowo-napięciowa diody przedstawiona jest
na rysunku (b).



czyli spełniony jest warunek
Podczas
ładowania kondensatora natężenie prądu maleje i w pewnym czasie
dopóki nie osiągnie wartości
napięcie na diodzie ma
stałą wartość
Ładunek, którym naładuje się w tym czasie
kondensator, wynosi
Zgodnie z zasadą zachowania
energii:
jest ciepłem wydzielonym na oporze
w czasie
W czasie
gdy natężenie prądu w obwodzie jest
mniejsze niż
i maleje do zera, napięcie na diodzie maleje liniowo
z natężeniem prądu, czyli jej opór
jest stały. Ładunek, który
przepływa w tym czasie w obwodzie, wynosi
gdzie
końcowy ładunek na kondensatorze to
Energia wydzielona
w tym czasie w obwodzie równa jest pracy źródła i wynosi
jest ciepłem wydzielonym na diodzie, a
ciepłem
wydzielonym na oporze
w czasie
Ponieważ dioda i opornik
są połączone szeregowo i w każdej chwili płynie przez nie prąd o tym samym
natężeniu, zachodzi związek
Całkowite ciepło wydzielone
na oporze
w czasie
wynosi