Диод.

[inevitablee]

Условие задачи из Чешева(3.140):

В схеме, изображенной на рисунке 3.128, в начальный момент ключ разомкнут, а конденсатор заряжен до напряжения $U_0=6$В. ВАХ диода изображена на рисунке 3.129. Сопротивление резистора $R=125$Ом. Ключ замыкают.
1)Чему равен ток в цепи сразу после замыкания ключа?
2)Чему равно напряжение на конденсаторе, когда ток в цепи равен $I_1= 8 мА?



Ответ к ней:

1) $I_0 = (U_0-U_D)/R=40$ мА
2)$U_C=2$ В

Первый пункт я решил, там вроде все понятно, но я не до конца понимаю, как решается второй пункт(я уже посмотрел ответ). Т.е я понял, как у Чешева вышел такой ответ из своего решения и могу подогнать, но почему так - не понимаю. Мои вопросы:
1) Почему у диода в цепи в установившемся режиме напряжение равно пороговому напряжению диода?
2) Насколько корректно условие этой задачи, ведь если есть ток, значит, диод открыт, тогда на нем напряжение больше нуля. Но если ток течет против часовой(по направлению диода), то выходит, что у конденсатора полярность будет следующая: сверху минус, снизу плюс. Однако, тогда напряжение на диоде(если просто посчитать по методу узловых потенциалов) будет отрицательным, а тогда тока через него нет. Противоречие, ведь ток есть по условию. Как так?

[realeugene]

inevitablee в сообщении #1350755 писал(а):

Почему у диода в цепи в установившемся режиме

Где вы увидели установившийся режим?

-- 01.11.2018, 12:31 --

inevitablee в сообщении #1350755 писал(а):

то выходит, что у конденсатора полярность будет следующая: сверху минус, снизу плюс.

Обоснуйте это утверждение.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- оставьте в виде картинки только графики, остальное надо набрать как текст (краткие инструкции: «Краткий FAQ по тегу [math]» и видеоролик Как записывать формулы).

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[EUgeneUS]

inevitablee в сообщении #1350755 писал(а):

2) Насколько корректно условие этой задачи

Обратите внимание, что источников эдс в схеме нет, других заряженных конденсаторов - тоже, а значит или конденсатор разряжается, или ток вообще не течет. После чего проверьте Ваши рассуждения в этом пункте.

inevitablee в сообщении #1350755 писал(а):

1) Почему у диода в цепи в установившемся режиме напряжение равно пороговому напряжению диода?

нет тут никакого "установившегося режима", а есть ток 8 мА. Далее смотрим на ВАХ диода, и что видим?

Кстати, там был еще третий вопрос, ответ к которому Вы поленились набивать. Он чуть более интересен.

[inevitablee]

realeugene
Про установившийся режим - виноват, не в тему, это не про эту задачу, а из другой.

Если ток течет по конденсатору сверху вниз, то сверху +, а снизу -, т.к ток - это положительные заряды и они накапливаются на той пластине, на которую "стекается" ток.

[realeugene]

inevitablee в сообщении #1350913 писал(а):

Если ток течет по конденсатору

Как вы представляете себе протекание тока "по конденсатору"?

inevitablee в сообщении #1350913 писал(а):

ток - это положительные заряды и они накапливаются на той пластине, на которую "стекается" ток.

А если ток не течёт, какой заряд на пластинах конденсатора?

[inevitablee]

EUgeneUS
Так погодите, надо же как-то вывести уравнение тока через нелинейный элемент(диод) и посмотреть точки пересечения этой прямой с ВАХ. Или нужно просто взять значение тока и посмотреть, что соответствует ему на ВАХ диода?

-- 01.11.2018, 20:40 --

realeugene
Течет ток, заряды скапливаются на одной из пластин, создают электрическое поле, толкающее заряды. Они, очевидно, не летят через диэлектрик между пластинами конденсатора. Если тока нет, то заряд может быть какой угодно, от задачи же зависит, нет?

[EUgeneUS]

inevitablee
Во втором вопросе Вам значение тока задано. (а в третьем - нет, чем он и был более интересен).

[inevitablee]

EUgeneUS
Я не понимаю, что будет не так с рассуждениями. Поэтому я здесь. Ну конденсатор начнет разряжаться, но его полярность-то не изменится?

-- 01.11.2018, 20:47 --

EUgeneUS
Насчет второго вопроса: я просто беру из ВАХ значение напряжения при данном токе, а дальше получаю
$U_D=U_C-I_1R$, откуда ответ. Так? Но ведь это если полярность останется такой, какой она была. Вроде ей и не с чего меняться, но тогда непонятно, чем мои рассуждения ранее неверны.

[EUgeneUS]

У Вас два вопроса.
1. Как ответить на второй вопрос задачи? По нему у Вас есть две подсказки: а) значение тока задано, б) надо посмотреть на ВАХ.
2. Корректно ли условие задачи (с плюсами-минусами)? Тут Вас realeugene пытается навести на нужную мысль.

[inevitablee]

Погодите, я кажется понял....
Мое рассуждение работает, только если конденсатор заряжается, а не когда он разряжается, т.е выступает в роли источника?

[realeugene]

inevitablee в сообщении #1350915 писал(а):

Если тока нет, то заряд может быть какой угодно, от задачи же зависит, нет?

А если ток есть, заряд не может быть каким угодно?

[inevitablee]

realeugene Может. Может быть 0(например, сразу после замыкания ключа в цепи с резистором и источником, если конденсатор был разряжен до включения в цепь, т.к напряжение на нем скачком не меняется), а может быть любой другой. А что дальше?

-- 01.11.2018, 21:23 --

-- 01.11.2018, 21:23 --

inevitablee в сообщении #1350923 писал(а):

Погодите, я кажется понял....
Мое рассуждение работает, только если конденсатор заряжается, а не когда он разряжается, т.е выступает в роли источника?

Прав ли я здесь?

[EUgeneUS]

inevitablee в сообщении #1350919 писал(а):

я просто беру из ВАХ значение напряжения при данном токе, а дальше получаю
$U_D=U_C-I_1R$, откуда ответ. Так?

Так. Там аккуратно надо со знаками. В Вашей формуле ошибок нет, но как-то она не наглядно записана.
Как только Вы поймете, что ток потечет снаружи конденсатора от положительно заряженной пластины к отрицательно заряженной снаружи, так сразу можно обойти контур по направлению тока и записать так: $U_c=U_d+I_1R$, слева заряженный конденсатор, который играет роль источника напряжения, справа - сумма падений напряжения.