¿Cómo resolver este circuito de resistencia de diodo?

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Aquí está el problema:

Laasignaciónsolicitacalcularvariosvoltajesycorrientesenestecircuito.

Aquíestálacaracterísticadecorriente-voltajedeldiodo:

Aquíestámiprocesodepensamientoyloqueintenté:

Elcapacitorestácompletamentecargadoporasignación,porloquecreoquenodebecircularningunacorrienteallí.

Tambiéneldiodotieneunacaracterísticaidealdevoltajedecorrientedondepermitepasarcualquiercorrientesielvoltajeestáporencimade\$0.7V\$

\$I_2\$espormimejorconocimiento\$I_2=0A\$yaqueelcondensadorestácompletamentecargadoyyanopuedefluirmáscorrientehaciaél.

\$I_1\$eslacorrientequefluyeatravésde\$R_1\$quedeberíaserfácildecalcular:\$I_1=3.5V:280\Omega=0.0125A\$

\$U_1\$tambiéndeberíaser\$3.5V\$yaquenohaynadaquereduzcaelvoltaje,¿estoyenlocierto?

Tambiéncreoquelaúnicapartedeestecircuitodondesecambiaelvoltajeesdespuésdeldiodoen\$U_3\$y/o\$U_4\$debidoalasleyesdelcircuitodeKirchhoffs.

Aquíestámiproblema:

Nosécómo"resolver" el diodo en paralelo con la resistencia, ya que nuestro voltaje en todo el circuito es de \ $ 3.5 V \ $ No creo que ninguna corriente fluya a través de \ $ R_4 \ $, porque ¿por qué la corriente iría a la resistencia cuando el diodo es "más rápido", pero según las leyes de circuito de Kirchhoff? ambos voltajes deben ser iguales, ¿verdad?

No sé cómo calcular: \ $ I_5 \ $, ya que no sé cómo tratar \ $ R_4 \ $.

Además, ni siquiera tengo un enfoque sobre cómo calcular \ $ I_0 \ $, ya que no sé cómo calcular la resistencia \ $ R_4 + R_1 \ $, para aclarar, no sé si eso es la forma correcta.

Actualización: aquí está la solución marcada

    
pregunta zython

2 respuestas

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Para resolver este tipo de circuitos, debe hacer una suposición sobre el estado de cada diodo (ya sea que esté encendido o apagado) y resolver el circuito basándose en esa suposición. Si al resolver el circuito se llega a una contradicción (o bien el diodo tiene una corriente que no es cero a través de él, pero usted asumió que no tenía voltaje, o el diodo no tiene corriente a través de él pero asumió 0.7V a través de él), entonces su suposición fue errónea.

Este circuito tiene un solo diodo, por lo que solo hay dos soluciones posibles: el diodo está encendido o está apagado.

Primero, asuma que el diodo está apagado (es decir, que el \ $ I_3 \ $ actual es 0). Por KCL que significa \ $ I_1 = I_4 \ $ (es correcto que \ $ I_2 = 0 \ $ en estado estable). Del mismo modo, por KCL \ $ I_0 = I_1 \ $. \ $ I_0 \ $ está fluyendo a través de las dos resistencias en serie, por lo que es igual a

$$ I_0 = \ frac {U_0} {R_1 + R_4} = \ frac {3.5} {280 + 350} = 5.5 \ text {mA} $$

Dado que \ $ I_0 = I_4 \ $ el voltaje en \ $ R_4 \ $ es \ $ U_4 = I_4 \ veces R_4 = 5.5 \ text {mA} \ times 350 = 1.94 \ text {V} \ $. Sin embargo, \ $ U_4 = U_3 > 0.7 \ text {V} \ $ para que el diodo esté encendido. Esto es una contradicción, por lo que el diodo no debe estar apagado como se supone.

Ahora suponga que el diodo está encendido (el voltaje \ $ U_3 \ $ a través de él es 0.7V). \ $ U_4 = U_3 \ $ así que $$ I_4 = U_4 / R_4 = 0.7 / 350 = 2 \ text {mA} $$ Por KVL \ $ U_0 = U_1 + U_3 \ $, por lo que la reorganización tenemos $$ U_1 = U_0 - U_3 = 3.5 - 0.7 = 2.8 \ text {V} $$ Eso significa $$ I_1 = U_1 / R_1 = 10 \ text {mA} $$ Por KCL \ $ I_1 = I_3 + I_4 \ $, y la reorganización tenemos $$ I_3 = I_1 - I_4 = 10 \ text {mA} - 2 \ text {mA} = 8 \ text {mA} $$ Tenemos una corriente distinta de cero a través del diodo, por lo que no hay contradicción, el diodo está encendido.

Debería poder averiguar las otras variables (como \ $ I_5 \ $) desde aquí.

    
respondido por el Null
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Primero, suponga que el diodo está apagado y que el circuito está en estado estable (es decir, el capacitor se trata como un circuito abierto). No hay flujos de corriente (I0 = 0), por lo que todo el U0 (3.5V) está a través del diodo (y R1). Desde 3.5V > 0.7 V, el diodo se enciende y la corriente comienza a fluir.

Observe que si I4 llega a cero, habrá una caída de voltaje cero en el diodo (ya que U_diode = U4) y el diodo se apagará. Luego el diodo se apagaría, la corriente dejaría de fluir y luego todo se repetirá, ¿no?

En realidad, el diodo actuará como una fuente de voltaje constante en esta situación, manteniendo U4 en el voltaje de encendido del diodo (0.7 V). Luego, los cálculos, como el que proporcionó Oceanp, se caerán.

    
respondido por el calcium3000

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