ID: 00017162
На рисунке 1 изображена зависимость силы тока через светодиод D от приложенного к нему напряжения, а на рисунке 2 — схема его включения. На рисунке 1 видно, что напряжение на светодиоде практически не зависит от силы тока через него в интервале значений 0,05 А \lt I \lt 0,2 А. Этот светодиод соединён последовательно с резистором R и подключён к источнику с ЭДС E_1 = 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 E_2 = 4,5 В? Внутренним сопротивлением источников пренебречь.
(см. рисунок)
Источник: Сборник Гиголо
Хитрость светодиода: в рабочем интервале напряжение на нём почти постоянно (U_D=3 В по графику при I_1=0,1 А) — он как «ступенька». Значит всё «лишнее» напряжение источника падает на резисторе. Сначала по первому опыту находим сопротивление резистора, потом для второго источника считаем ток.
Резистор и светодиод соединены последовательно, E_1=U_R+U_D. Напряжение на резисторе U_R=E_1-U_D=6-3=3 В. Тогда R=\dfrac{U_R}{I_1}=\dfrac{3}{0,1}=30 Ом.
Напряжение на светодиоде остаётся U_D=3 В (он в рабочем интервале). На резисторе теперь U_2=E_2-U_D=4,5-3=1,5 В, и I_2=\dfrac{U_2}{R}=\dfrac{1,5}{30}=0,05 А.
Значение попадает в интервал применимости модели (0,05\le I\le0,2 А), значит ответ корректен.
Ответ: I_2=0,05 А.
I₂ = 0,05 А