Диод.

[inevitablee]

EUgeneUS
Установившийся режим в цепи - режим, в котором все переходные процессы цепи закончились. Здесь есть конденсатор, а в установившемся режиме тока через него нет. Значит, и во всей цепи тока нет. И мой вопрос: если ток через диод равен нулю, то как на ВАХ определить напряжение диода? Там же при нулевом токе разные напряжения.

[EUgeneUS]

а) А почему Вы решили, что там электролит?
б) Если хотят учитывать утечки в конденсаторах (в некоторых случаях это обязательно), то это отдельно оговаривают. Или рисуют на эквивалентной схеме паразитное сопротивлении параллельно конденсатору.

ИМХО, очевидно, что предоставленную в задаче схему нужно рассматривать, как эквивалентную, то есть как готовую модель (в которую включается приближение ВАХ). В этом смысле задача совершенно корректна.
Соответствует ли этой модели какая-то реальная схема в разумном приближении - отдельный вопрос. Не знаю, может и нет.

-- 02.11.2018, 12:44 --

inevitablee
Понятно. Так как в "установившемся режиме" ничто никуда не течет и не движется, то привычнее говорить не о "режиме", а о конечных условиях или конечном состоянии.

inevitablee в сообщении #1351125 писал(а):

И мой вопрос: если ток через диод равен нулю, то как на ВАХ определить напряжение диода? Там же при нулевом токе разные напряжения.

Ответ был выше, такой:

EUgeneUS в сообщении #1351111 писал(а):

На ВАХ можно нарисовать стрелочку откуда и куда двигаемся и куда упираемся.

[realeugene]

EUgeneUS в сообщении #1351126 писал(а):

а) А почему Вы решили, что там электролит?

А почему нет?

[inevitablee]

EUgeneUS
А что дадут стрелочки? Мы упираемся в пороговое значение? И что с этого? Я не совсем понимаю. При нулевом токе может быть и нулевое напряжение, и пороговое(из ВАХ). Стрелочки обозначают течение времени? Но ведь в начале, как только потек ток, на диоде ненулевое напряжение.

[EUgeneUS]

realeugene

(Оффтоп)

realeugene в сообщении #1351129 писал(а):

А почему нет?

Потому что рассматриваю приведенную схему, не как схему реального устройства, а как эквивалентную схему.
Это значит, что все значимые параметры элементов должны быть либо указаны на схеме путем введения паразитных элементов, либо указаны в описании.
Все что не указано, считаем не значимым.
Если Вы утверждаете, что ток утечки электролитов значим, то с учетом выше сказанного следует, что там не электролит.

-- 02.11.2018, 13:35 --

inevitablee

Ход рассуждений такой:
1. Отмечаем начальное значение тока через диод после включения ключа.
2. Однозначно определяем падение напряжения на диоде.
3. Дальше ток меняется, а именно уменьшается. Напряжение на диоде остается постоянным (такое приближение ВАХ). Рисуем стрелочку.
4. И вот ток прекратился (а он прекратится в пределе, это следует из решения для вертикального участка ВАХ). Стрелочка уперлась в точку $I=0, U=U_0$
5. Дальше что? А ничего.
а) чтобы изменилось напряжение на диоде, должно измениться напряжение на конденсаторе.
б) а чтобы изменилось напряжение на конденсаторе, должен измениться его заряд (конденсатор постоянный).
в) а чтобы изменился заряд на конденсаторе должен протечь ненулевой ток.
г) Это машина Стелькина, а он взяточник А ток ноль! Значит нет никакой возможности, чтобы напряжение на диоде изменилось.

UPD: рассуждения выше применимы как для ВАХ с вертикальным участком, так и с наклонным. Для вертикального можно ещё проще. Ответьте на вопрос: за какое время будет достигнута точка $I=0, U=U_0$?

[inevitablee]

EUgeneUS
Спасибо! Я понял! За бесконечное время?

-- 02.11.2018, 14:07 --

EUgeneUS
И да, ток в начале можем определить, если построим нагрузочную прямую для диода и найдем точку пересечения ее с ВАХ? А дальше из подобия треугольников посчитаем ток в начале. Или как-то по-другому?

[wrest]

inevitablee

По схеме в стартовом посте:

Да, время полного разряда бесконечное.
На линейном участке ВАХ диода (напряжение от нуля до одного вольта) диод это просто пассивный резистор с сопротивлением $125$ Ом
Линейный участок наступает при токе $8$мА, в это время на диоде падает один вольт и на резисторе тоже падет один вольт, итого два, значит на конденсаторе в этот момент два вольта. С этого момента схема становится эквивалентной $RC$-цепочке с начальным напряжение на конденсаторе $2$ вольта и сопротивлением $125+125=250$ Ом.

Так что получается два участка: первый это разряд конденсатора с $6$ вольт до $2$-х (конечное время) а второй соответственно с $2$ до $0$ (бесконечное время).

По схеме где ВАХ диода без наклона а конденсатор заряжается:

Диод просто вычитает $U_0$ из ЭДС, так что пока напряжение на конденсаторе не поднимется до $\mathscr{E}-U_0$, это заряжающаяся RC-цепочка (с сопротивлением $R=125$ Ом, указанным на схеме) с ЭДС равной $\mathscr{E}-U_0$, так что время заряда тоже бесконечное.

[EUgeneUS]

inevitablee в сообщении #1351152 писал(а):

Или как-то по-другому?

Решал, как описал уважаемый wrest. Может Вас научили решать как-то быстрее или более универсальным методом с помощью нагрузочных прямых и подобия треугольников (на всякий случай: без сарказма, действительно не знаю).

[realeugene]

EUgeneUS в сообщении #1351140 писал(а):

Потому что рассматриваю приведенную схему, не как схему реального устройства, а как эквивалентную схему.
Это значит, что все значимые параметры элементов должны быть либо указаны на схеме путем введения паразитных элементов, либо указаны в описании.
Все что не указано, считаем не значимым.
Если Вы утверждаете, что ток утечки электролитов значим, то с учетом выше сказанного следует, что там не электролит.

Проблема в том, что напряжение на конденсаторе определяется отношением двух неидеальностей, которые мы в пределе идеальных компонентов обе считаем малыми. Отношение двух малых величин не обязательно малая величина. В этом и проблема с этой задачей.

[EUgeneUS]

realeugene в сообщении #1351190 писал(а):

определяется отношением двух неидеальностей, которые мы в пределе идеальных компонентов обе считаем малыми.

У идеальных компонентов не бывает малых параметров. Бывают конечные, которые учитываются в модели, остальные: или ноль, или бесконечность. А то так можно договориться, что внутреннее сопротивление источника ЭДС не ноль, а очень маленькое, примерно такое, как высота полета крокодилов.

realeugene в сообщении #1351190 писал(а):

Отношение двух малых величин не обязательно малая величина.

Это так. Но насколько можно пренебрегать проводимостью конденсатора и закрытого диода (а так же их отношениями) - это решается при переходе от реальной схемы с реальными элементами к эквивалентной с идеальными, то есть выходит за рамки задачи. Имел ли автор право так делать? Неизвестно, может да, может нет, от реальной схемы зависит и режимов её работы. Но к рассматриваемой задаче это не имеет отношения.

realeugene в сообщении #1351190 писал(а):

В этом и проблема с этой задачей.

Придуманная проблема.

[inevitablee]

EUgeneUS
У вас какие-то рассуждения чересчур сложные для такого салаги, как я(11 класс). Я в обоих случаях нарисовал нагрузочную прямую и нашел ее точку пересечения с ВАХ и получил ответ(там, где надо найти токи в начале). В общем, огромное Вам спасибо!

[EUgeneUS]

inevitablee

Ничего там мудрого нет, второе правило Кирхгофа и больше ничего.

inevitablee в сообщении #1351326 писал(а):

Я в обоих случаях нарисовал нагрузочную прямую и нашел ее точку пересечения с ВАХ и получил ответ(там, где надо найти токи в начале).

Теперь понятно, почему Вы начальные состояния довольно бодро рассчитывали, а с тем, что происходит с течением времени у Вас возникал некий затык.

Метод нагрузочных прямых хорош своей наглядностью, но нужно помнить:
1. Он получается из того же второго правила Кирхгофа (поэтому иногда можно и проще не рисовать прямую на графике, и решать геометрически, а просто записать уравнение для второго правила).
2. Если у Вас внешнее (относительно цепочки R-D) напряжение меняется (а оно меняется, так как меняется заряд на конденсаторе), то у Вас возникает не одна нагрузочная прямая, а целое семейство.

ИМХО, Вам будет полезно про RC-цепочки почитать, тогда такие задачи перестанут составлять сложность.

[inevitablee]

EUgeneUS
Еще раз спасибо!