Задание EF18453 • СПАДИЛО

На рис. 1 изображена зависимость силы тока через светодиод D от приложенного к нему напряжения, а на рис. 2 – схема его включения. Напряжение на светодиоде практически не зависит от силы тока через него в интервале значений 0,05 А<I<0,2 А. Этот светодиод соединён последовательно с резистором R и подключён к источнику с ЭДС E1=6 В. При этом сила тока в цепи равна 0,1 А. Какова сила тока, текущего через светодиод, при замене источника на другой с ЭДС E2=4,5 В? Внутренним сопротивлением источников пренебречь.

📜Теория для решения: Полная цепь Электрический ток в жидкостях, в полупроводниках, в вакууме, в газах

Посмотреть решение

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.

2.С помощью закона Ома для участка и для полной цепи определить сопротивление на светодиоде.

3.Выполнить решение задачи в общем виде.

4.Подставить известные данные и вычислить искомую величину.

Решение

Запишем исходные данные:

• ЭДС первого источника тока:

ε_{1}

=6 В.

• Сила тока, проходящая через светодиод, подключенный к первому источнику тока: I₁ = 0,1 А.

• ЭДС второго источника тока:

ε_{2}

=4,5 В.

Из рисунка 1 следует, что при силе тока, равной I₁ = 0,1 А напряжение на светодиоде равно U_D = 3 В. По закону Ома для участка цепи напряжение на резисторе, будет равно:

$U_{1} = I_{1} R$

По закону Ома для полной (замкнутой) цепи, имеем:

$ε_{1} = U_{1} + U_{D}$

Следовательно:

$U_{1} = ε_{1} - U_{D}$

Тогда сопротивление резистора равно:

$R = \frac{ε_{1} - U_{D}}{I_{1}}$

Напряжение на светодиоде не зависит от силы тока, проходящего через него в интервале значений (это следует из графика рис. 1), поэтому $U_{2} = ε_{2} - U_{D}$ для любой силы тока из этого интервала значений, следовательно, сила тока в цепи при изменении ЭДС источника:

$I_{2} = \frac{U_{2}}{R} = \frac{ε_{2} - U_{D}}{R} = I_{1} \frac{ε_{2} - U_{D}}{ε_{1} - U_{D}}$

$I_{2} = 0, 1 \frac{4, 5 - 3}{6 - 3} = 0, 05 (А)$

Ответ: 0,05

Текст: Алиса Никитина, 805 👀