Какая электрическая цепь имеет вольт-амперную характеристику, представленную на графике?
Подробное объяснение
График показывает, что при положительном напряжении ток растет линейно, что соответствует резистору. При отрицательном напряжении ток отсутствует до достижения порогового значения, после чего возрастает линейно, что характерно для стабилитрона в обратном включении. Такая ВАХ получается при последовательном соединении идеального стабилитрона и линейного резистора: в прямом направлении стабилитрон ведет себя как короткое замыкание, в обратном — до пробоя ток нулевой, после пробоя напряжение стабилизируется, а ток определяется резистором.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
1
Что такое вольт-амперная характеристика (ВАХ)?
ВАХ — это график зависимости тока через элемент от приложенного к нему напряжения. Она показывает, как элемент ведет себя в электрической цепи.
2
Как работает стабилитрон?
Стабилитрон пропускает ток в прямом направлении, как обычный диод, а в обратном направлении он блокирует ток до определенного напряжения пробоя, после чего ток резко возрастает, а напряжение остается почти постоянным. Это свойство используется для стабилизации напряжения.
3
Как получить линейную ВАХ в обратном направлении после пробоя стабилитрона?
Для этого последовательно со стабилитроном включают резистор. После пробоя стабилитрон фиксирует напряжение, а резистор ограничивает ток, создавая линейную зависимость тока от напряжения согласно закону Ома.
Типичные ошибки
1
Считать, что ВАХ на графике соответствует одному стабилитрону без резистора.
У одного стабилитрона в обратном направлении после пробоя ток резко возрастает при почти постоянном напряжении, а не линейно. Линейный участок появляется только при наличии резистора, на котором падает изменяющееся напряжение.
2
Думать, что положительный участок ВАХ соответствует обратному смещению стабилитрона.
При положительном напряжении стабилитрон включен в прямом направлении, и его ВАХ в этой области похожа на характеристику обычного диода с малым сопротивлением, а не на резистор. Линейная зависимость при положительном напряжении указывает на наличие резистора.
3
Путать стабилитрон с варистором.
Варистор имеет симметричную ВАХ (одинаково ведет себя при положительном и отрицательном напряжении), тогда как стабилитрон асимметричен: в прямом направлении проводит, в обратном — имеет пробой.