- Là một trong những vật liệu quan trọng và được ứng dụng rộng rã
HỆ THỐNG BÀI TẬP CÓ PHÂN LOẠ
Dạng 1, Dạng bài tập đi ốt mà I phụ thuộc vào U theo hàm bậc 2
Hướng dẫn : sử dụng định luật Ôm, định luật Kiếc sốp tại các nút để lập các phương trình, tìm ẩn. Tuy nhiên, phải chú ý I, U ở 2 đầu đi ốt có mối quan hệ như bài toán đã cho.
BT1.(Mạch ở mức độ đơn giản) Cho mạch điện như hình 3. Với E = 1,5V; r = 0; R=50. Biết rằng đường đặc trưng vôn-ampe của điôt D (tức là sự phụ thuộc của dòng điện đi qua điôt vào hiệu điện thế hai đầu của nó) được mô tả bởi công thức I = 10-2U2, trong đó I được tính bằng amp, còn U được tính bằng vôn. Xác định cường độ dòng điện trong mạch.
Giải. Tacó:U+UR = E, trong đó UR = IR = 0,01U2.R
- Thay số vào ta được phương trình : 0,5U2 + U – 1,5 = 0 - Giải phương trình này và lấy nghiệm U = 1V, suy ra UR = 0,5V - Dòng điện trong mạch là: I =
BT2. ( Mạch ở mức độ phức tạp hơn) Thi thử HSG Cụm
Thanh Chương năm học 2019- 2020
Cho mạch điện như hình 5, trong đó E1= 12V, E2= 11,5V, r1= 2Ω, r2= 3Ω. Dòng điện qua điốt Đ tuân theo quy luật
2
I U U , với 0,01 /A V2 và 0,05 / VA .
Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi nguồn, qua điốt và UAB.
Giải. Gọi I1, I2, I lần lượt là cường độ dòng điện chạy qua nguồn E1, nguồn E2, và điốt. Giả sử các dòng điện có chiều như hình vẽ. Áp dụng định luật Ôm đối với từng đoạn mạch điện A E1B, A ĐB ta có:
11 1 1 12 2 AB AB E U U I r (1) 2 2 2 11,5 3 AB AB E U U I r (2) 2 0,01. 2 0,05. AB AB AB AB I U U U U (3) Xét tại nút A, ta có: I1 I2 I (4) B D R E,r
Từ (1), (2), (3), (4) ta có: UAB= 10V; I1= 1A; I2= 0,5A; I=1,5A
Dạng 2. Bài tập điốt cho đồ thị đường đặc trưng Vôn - Ampe
Hướng dẫn : Xác định đường đặc trưng thường gặp những dạng nào trong các đề thi (đã nói ở tiết dạy lý thuyết), mô tả chúng để vận dụng vào bài tập. BT1. ( đường đặc trưng là đường cong) Đề thi HSG Tỉnh Nghệ An năm học
2013- 2014
Hãy giải thích một cách định tính đặc tuyến Vôn – ampe của 1 điốt bán dẫn cho trên Hình 5
+ Khi UAK<0, trong đi ốt có dòng điện ngược (dòng dịch chuyển của hạt tải điện không cơ bản: e đi từ lớp p sang lớp n, lỗ trống đi từ n sang lớp p) mặc dù giá trị cường độ dòng điện là nhỏ. Tăng giá trị
đại số UAK đến giá trị bằng 0 thì điện trường kéo các hạt tải điện không cơ bản với gia tốc giảm dần nên độ lớn của dòng điện ngược giảm dần về 0.
+ Khi UAK>0, dòng điện là dòng thuận (dòng của các hạt tải điện cơ bản e từ lớp n sang p, lỗ trống từ p sang n). Vì mật độ hạt tải điện cơ bản nhiều hơn hạt tải điện không cơ bản nên dòng điện thuận có cường độ tăng nhanh khi tăng UAK.
BT2.( Đường đặc trưng là đường thẳng không qua gốc tọa độ: I phụ thuộc theo
hàm bậc nhất của U, thông thường khi làm phải xác định mối quan hệ đó) Đề thi khảo sát đội tuyển HSG trường THPT Nguyễn Sỹ Sách 2019-2020
Cho mạch điện như hình vẽ 3: E = 6V, r = 1 R1 = R3 = R4 = R5 = 1, R2 = 0,8, RX thay đổi từ 0 đến 100. Ban đầu RX = 2
a) Tính số chỉ của vôn kế và công suất tiêu thụ của RX khi K mở và khi K đóng b) K đóng, cho RX thay đổi từ 0 đến 10, cho biết số chỉ vôn kế tăng hay