¿Cómo resolver este circuito de resistencia de diodo?

Question

¿Cómo resolver este circuito de resistencia de diodo?

zitón

Aquí está el problema:

La tarea pide calcular varios voltajes y corrientes en este circuito.

Aquí está la característica de voltaje de corriente del diodo:

Aquí está mi proceso de pensamiento y lo que probé:

El capacitor está completamente cargado por asignación, por lo que creo que no debería fluir corriente allí.

Además, el diodo tiene una característica ideal de corriente-voltaje en la que deja pasar cualquier corriente si el voltaje está por encima $0.7 V$

$I_2$ es por mi mejor conocimiento $I_2=0A$ ya que el capacitor está completamente cargado y no puede fluir más corriente hacia él.

$I_1$ es la corriente que circula $R_1$ que debería ser fácil de calcular: $I_1 = 3.5 V :280 \Omega = 0.0125 A$

$U_1$ también debería ser $3.5 V$ dado que no hay nada que baje el voltaje, ¿tengo razón en mi suposición?

También creo que la única parte de este circuito donde cambia el voltaje es después del diodo en $U_3$ y/o $U_4$ debido a las leyes del circuito de Kirchhoff.

Aquí está mi problema:

No sé cómo "resolver" el diodo en paralelo con la resistencia, ya que nuestro voltaje en todo el circuito es $3.5 V$ no creo que pase corriente $R_4$ , porque ¿por qué la corriente iría a la resistencia cuando el diodo es "más rápido", pero según las leyes del circuito de Kirchhoff, ambos voltajes deberían ser iguales, verdad?

no se como calcular: $I_5$ , ya que no se como tratar $R_4$ .

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

Actualización: aquí está la solución marcada

calcio3000

¿Está asumiendo un diodo ideal? Si es así, la corriente fluirá a través de él siempre que el voltaje sea mayor que cero. De lo contrario, los 0,7 V necesarios para encenderlo también aparecerán en R4, por lo que la corriente fluirá a través de él.

zitón

He editado la publicación para que contenga el gráfico de diodos.

Respuestas (2)

¿Cómo resolver este circuito de resistencia de diodo?

¿Está asumiendo un diodo ideal? Si es así, la corriente fluirá a través de él siempre que el voltaje sea mayor que cero. De lo contrario, los 0,7 V necesarios para encenderlo también aparecerán en R4, por lo que la corriente fluirá a través de él.
He editado la publicación para que contenga el gráfico de diodos.

Nulo · Answer 1

Para resolver este tipo de circuitos, debe hacer una suposición sobre el estado de cada diodo (si está encendido o apagado) y resolver el circuito en función de esa suposición. Si al resolver el circuito llega a una contradicción (ya sea que el diodo tiene una corriente distinta de cero pero usted supuso que no hay voltaje, o el diodo no tiene corriente pero supuso 0.7V), entonces su suposición fue incorrecta.

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

Primero suponga que el diodo está apagado (es decir, que la corriente $I_3$ a través de él es 0). Por KCL eso significa $I_1 = I_4$ (tienes razon en que $I_2 = 0$ en estado estacionario). Del mismo modo, por KCL $I_0 = I_1$ . $I_0$ fluye a través de las dos resistencias en serie por lo que es igual

I_{0} = \frac{{tu}_{0}}{R_{1} + R_{4}} = \frac{3.5}{280 + 350} = 5.5 mamá

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

Desde $I_0 = I_4$ el voltaje a través $R_4$ es $U_4 = I_4 \times R_4 = 5.5\text{ mA} \times 350 = 1.94\text{ V}$ . Sin embargo, $U_4 = U_3 > 0.7\text{ V}$ entonces el diodo estaría 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). $U_4 = U_3$ entonces

I_{4} = {tu}_{4} / R_{4} = 0.7 / 350 = 2 mamá

$I_4 = U_4/R_4 = 0.7/350 = 2\text{ mA}$ por KVL

U_{0} = U_{1} + U_{3}

$U_0 = U_1 + U_3$ , por lo que reorganizando tenemos

{tu}_{1} = {tu}_{0} - {tu}_{3} = 3.5 - 0.7 = 2.8 V

$U_1 = U_0 - U_3 = 3.5 - 0.7 = 2.8\text{ V}$ Eso significa

I_{1} = {tu}_{1} / R_{1} = 10 mamá

$I_1 = U_1/R_1 = 10\text{ mA}$ por KCL

I_{1} = I_{3} + I_{4}

$I_1 = I_3 + I_4$ , y reorganizando tenemos

I_{3} = I_{1} - I_{4} = 10 mamá - 2 mamá = 8 mamá

$I_3 = I_1 - I_4 = 10\text{ mA} - 2\text{ mA} = 8\text{ mA}$ 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 $I_5$ ) de aquí.

gracias por su respuesta tan detallada, aceptaré su respuesta en un bocado

calcio3000 · Answer 2

Primero, suponga que el diodo está apagado y el circuito está en estado estable (es decir, el capacitor se trata como un circuito abierto). No fluye corriente (I0 = 0), por lo que todo U0 (3,5 V) está a través del diodo (y R1). Dado que 3,5 V > 0,7 V, el diodo se enciende y la corriente comienza a fluir.

Tenga en cuenta que si I4 llega a cero, habrá una caída de voltaje cero en el diodo (ya que U_diodo = U4) y el diodo se apagará. Luego, el diodo se apagaría, la corriente dejaría de fluir y luego todo se repetiría, ¿verdad?

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). Entonces los cálculos, como el que proporcionó oceanp, se caerán.

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