Spannungen und Ströme an Dioden finden [geschlossen]

Question

Spannungen und Ströme an Dioden finden [geschlossen]

wahr nicht falsch

Wie hoch sind die Spannungen und Ströme an den Dioden D1 und D2 in der folgenden Schaltung?

Die Dioden sind ideal modelliert und lassen Strom bei 0,7 V passieren.

R1=9kΩ, R2=1kΩ, R3=9,3kΩ

Bearbeiten: Entschuldigung, dass es so aussieht, als ob ich nur möchte, dass Sie meine Hausaufgaben machen. Ich habe versucht, es zu lösen, aber ohne Erfolg, weshalb ich das hier frage. Wie auch immer, ich gehe davon aus, dass beide Dioden leiten, aber der Aufbau der Schaltung verwirrt mich und ich kann anscheinend keine Lösung finden

Edelstahlratte

Wir helfen bei Ihren Hausaufgaben, um Ihre Missverständnisse zu klären, aber wir machen keine Hausaufgaben. Bearbeiten Sie Ihre Frage und zeigen Sie, was Sie tun können.

Eugen Sch.

Diese Art von Fragen wird gelöst, indem zunächst eine Annahme getroffen wird . Die Annahme bezieht sich auf den Zustand der Dioden, wie angenommen, dass beide leitend sind. dann löse es. Wenn kein Widerspruch gefunden wird, ist die Annahme richtig und Sie haben die Lösung. Wenn es einen Widerspruch gibt - machen Sie eine andere Annahme und wiederholen Sie.

Trevor_G

Ich frage mich, warum sie R3 zu einer so ungeraden Zahl gemacht haben

Olin Lathrop

Wir sind nicht hier, um Ihre Hausaufgaben für Sie zu erledigen.

Olin Lathrop

Fügen Sie den Widerstand direkt in den Schaltplan ein. Leute dazu zu bringen, zwischen dem Schaltplan und dem Text hin und her zu gehen, ist unausstehlich.

Edelstahlratte

R1 und R2 sind Spannungsteiler. Beginnen Sie dort.

Eugen Sch.

@StainlessSteelRat Nicht wirklich, wenn D1 leitet ...

jonk

@EugenSch. StainlessSteelRat hat immer noch recht. Das Thevenin-Äquivalent ist ein Freund und gilt unabhängig davon perfekt für Teiler. Ersetzen mit

V_{T H}

$V_{TH}$ Und

R_{T H}

$R_{TH}$ und nochmal untersuchen.

Trevor_G

Der Trick besteht darin, mit dem zu beginnen, was Sie wissen, und dann zurückzuarbeiten. Sie wissen zB, dass D2 leitend sein muss, also kennen Sie diese Spannung. Was ist mit D1? Leitet es?

Eugen Sch.

@jonk Ja, es ist ein Spannungsteiler, aber eindeutig nicht derselbe, der nur von R1 und R2 gebildet wird.

jonk

@EugenSch. Ich möchte nur darauf hinweisen, dass es in Ordnung ist, den Spannungsteiler als vereinfachenden Ansatz vorzuschlagen. Und ja, es ist das gleiche wie von ihnen allein gebildet.

wahr nicht falsch

Okay, jetzt denke ich, dass D1 nicht leitet, weil die Spannung an den Widerständen R1 und R3 gleich ist, was bedeutet, dass es keinen Potentialunterschied zwischen der Anode und der Kathode der Diode gibt, was es einfach macht, die Kirchoffs-Spannung anzulegen Gesetz und dann lösen. Ist das richtig ?

Trevor_G

@EugenSch. ja und nein .. Sie müssen diese Gleichung mit entferntem D1 durchführen, um herauszufinden, ob D1 eingeschaltet ist oder nicht.

Trevor_G

@truenotwrong Was muss die Spannung links von D1 sein, damit sie eingeschaltet ist? Wie hoch ist die Spannung am Ende von D1 aufgrund des Teilers R1, R2?

wahr nicht falsch

@Trevor Es muss mindestens 0,7 V höher sein als am Ende, oder? Aber aufgrund des Teilers ist die Spannung auf beiden Seiten gleich, das ist die einzige Schlussfolgerung, zu der ich komme.

Trevor_G

@truenotwrong, nein ... Sie wissen, dass die Spitze von D2 bei 0,7 V liegt. Das linke Ende von D1 muss also 1,4 V betragen, damit es eingeschaltet ist ... Wie hoch ist die Spannung am linken Ende, wenn D1 aufgrund NUR R1 und R2 ...

Eugen Sch.

Upvote... wirklich? Zeigt einen Forschungsaufwand?

wahr nicht falsch

@Trevor es sind 0,7 V, da D2 auf der verbleibenden Spannung von 11,3 V liegt, sollte der Teiler es vor jedem Widerstand gleichmäßig aufteilen, was 5,65 V bedeutet, auch wenn D2 auf dem Spannungsabfall an den Widerständen liegt, muss es 4,95 V betragen. Wenn dies nicht der Fall ist, habe ich einige große Missverständnisse

Trevor_G

@truenotwrong ... nein ... siehe meine Antwort.

Edelstahlratte

ROFL. Alles, was ich wollte, war, ihn zum Laufen zu bringen.

Antworten (2)

Spannungen und Ströme an Dioden finden [geschlossen]

Wir helfen bei Ihren Hausaufgaben, um Ihre Missverständnisse zu klären, aber wir machen keine Hausaufgaben. Bearbeiten Sie Ihre Frage und zeigen Sie, was Sie tun können.
Diese Art von Fragen wird gelöst, indem zunächst eine Annahme getroffen wird . Die Annahme bezieht sich auf den Zustand der Dioden, wie angenommen, dass beide leitend sind. dann löse es. Wenn kein Widerspruch gefunden wird, ist die Annahme richtig und Sie haben die Lösung. Wenn es einen Widerspruch gibt - machen Sie eine andere Annahme und wiederholen Sie.
Ich frage mich, warum sie R3 zu einer so ungeraden Zahl gemacht haben
Wir sind nicht hier, um Ihre Hausaufgaben für Sie zu erledigen.
Fügen Sie den Widerstand direkt in den Schaltplan ein. Leute dazu zu bringen, zwischen dem Schaltplan und dem Text hin und her zu gehen, ist unausstehlich.
@EugenSch. StainlessSteelRat hat immer noch recht. Das Thevenin-Äquivalent ist ein Freund und gilt unabhängig davon perfekt für Teiler. Ersetzen mit $V_{TH}$ Und $R_{TH}$ und nochmal untersuchen.
Der Trick besteht darin, mit dem zu beginnen, was Sie wissen, und dann zurückzuarbeiten. Sie wissen zB, dass D2 leitend sein muss, also kennen Sie diese Spannung. Was ist mit D1? Leitet es?
@jonk Ja, es ist ein Spannungsteiler, aber eindeutig nicht derselbe, der nur von R1 und R2 gebildet wird.
@EugenSch. Ich möchte nur darauf hinweisen, dass es in Ordnung ist, den Spannungsteiler als vereinfachenden Ansatz vorzuschlagen. Und ja, es ist das gleiche wie von ihnen allein gebildet.
Okay, jetzt denke ich, dass D1 nicht leitet, weil die Spannung an den Widerständen R1 und R3 gleich ist, was bedeutet, dass es keinen Potentialunterschied zwischen der Anode und der Kathode der Diode gibt, was es einfach macht, die Kirchoffs-Spannung anzulegen Gesetz und dann lösen. Ist das richtig ?
@EugenSch. ja und nein .. Sie müssen diese Gleichung mit entferntem D1 durchführen, um herauszufinden, ob D1 eingeschaltet ist oder nicht.
@truenotwrong Was muss die Spannung links von D1 sein, damit sie eingeschaltet ist? Wie hoch ist die Spannung am Ende von D1 aufgrund des Teilers R1, R2?
@Trevor Es muss mindestens 0,7 V höher sein als am Ende, oder? Aber aufgrund des Teilers ist die Spannung auf beiden Seiten gleich, das ist die einzige Schlussfolgerung, zu der ich komme.
@truenotwrong, nein ... Sie wissen, dass die Spitze von D2 bei 0,7 V liegt. Das linke Ende von D1 muss also 1,4 V betragen, damit es eingeschaltet ist ... Wie hoch ist die Spannung am linken Ende, wenn D1 aufgrund NUR R1 und R2 ...
@Trevor es sind 0,7 V, da D2 auf der verbleibenden Spannung von 11,3 V liegt, sollte der Teiler es vor jedem Widerstand gleichmäßig aufteilen, was 5,65 V bedeutet, auch wenn D2 auf dem Spannungsabfall an den Widerständen liegt, muss es 4,95 V betragen. Wenn dies nicht der Fall ist, habe ich einige große Missverständnisse
ROFL. Alles, was ich wollte, war, ihn zum Laufen zu bringen.

Trevor_G · Answer 1

Trevor_G

Der einfachste Weg, Dioden herzustellen, besteht darin, sie zu entfernen und die Spannungen wie links gezeigt zu berechnen.

Setzen Sie nun die Dioden wieder ein.

D2 leitet, weil die Spannung oben links höher ist als die 0,7 V, die zum Einschalten erforderlich sind. Beachten Sie die neuen Spannungen in der rechten Zeichnung.

Jetzt haben Sie nur noch 0,5 V über D1, also .... Ist es ein- oder ausgeschaltet?

schematisch

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

wahr nicht falsch

Es ist offensichtlich ausgeschaltet, aber wie haben Sie die Spannung an R1 berechnet?

Trevor_G

@truenotwrong wirklich? Einfacher Spannungsteiler

12 v * R 1 / (R 1 + R 2)

$12v * R1/(R1+R2)$

wahr nicht falsch

Wow, vielen Dank, dass Sie meine dummen und trivialen Fragen ertragen haben, wie Sie sehen können, bin ich ein absoluter Anfänger in Sachen Schaltungsanalyse. Ich werde jetzt noch etwas üben, da die Dinge viel klarer sind.

Trevor_G

@truenotwrong kein Problem, wir mussten alle lernen und einiges davon, wie dieses hier, ist auf den ersten Blick nicht so offensichtlich.

jonk

@truenotwrong Es besteht keine Notwendigkeit, sich selbst zu erniedrigen. Sie versuchen, die Dinge zu verstehen. Wir alle, auch wenn wir uns nicht mehr daran erinnern können, waren dort und haben gekämpft, die bescheidenen Werkzeuge anzuwenden, die wir damals hatten. Diese Website kann die Art von Interaktion bieten, die Sie mit einem Buch nicht erreichen können. Wenn Sie also von Zeit zu Zeit mit den Schleudern und Pfeilen umgehen können, finden Sie möglicherweise die Bits, die Sie benötigen, wenn Sie sich vorwärts bewegen. Lassen Sie sich von niemandem aufhalten.

jonk

@Trevor Hmm. Ich habe es auch vergessen. Ich habe meine Antwort fast mehr für einige der Kommentare geschrieben als für das OP. Auch hier bin ich froh, dass Sie eine weitere Einstellung hinzugefügt haben.

Trevor_G

@truenotwrong Ratschlag für hier. Wenn Sie Antworten wollen, versuchen Sie zu zeigen, was Sie versucht haben, nicht nur die vorliegende Frage. Die Leute werden sauer, wenn sie denken, dass Sie nur wollen, dass sie es für Sie tun. Selbst ein Schnappschuss Ihrer Scratchpad-Mathematik zeigt deutlich, dass Sie sich bemühen. Die Leute hier freuen sich, anderen beim Lernen zu helfen, aber es nur für sie zu tun, wird NICHT als Hilfe in irgendeiner Weise akzeptiert.

wahr nicht falsch

Nochmals vielen Dank an Sie beide, dass Sie einem Anfänger geholfen haben, es zu verstehen. Diese Seite ist wirklich erstaunlich, ich hätte nirgendwo sonst im Internet so schnelle und informative Antworten bekommen. Außerdem macht das Analysieren von Schaltkreisen überraschend viel Spaß, wenn man erst einmal versteht, was vor sich geht. Ich verstehe, dass ich es so erscheinen ließ, werde es für zukünftige Posts zur Kenntnis nehmen.

Edelstahlratte

@truenotwrong Es ist einfacher, Antworten zu erhalten, wenn Sie Ihren Versuch in der Frage niederlegen. Hausaufgaben ohne Versuch sind gesperrt.

jonk · Answer 2

Nachdem ich alle Kommentare gelesen habe, habe ich entschieden, dass ich klar darauf hinweisen muss, dass Thevenin dazu beiträgt, die damit verbundenen Fragen zu vereinfachen:

schematisch

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Das obige Schema auf der rechten Seite entspricht genau dem auf der linken Seite. Es gibt keinen Verhaltensunterschied zwischen den beiden. Überhaupt keine.

Jetzt. Wenn Sie Ihre Details über ideale Dioden kennen, ist dies für beide möglich $D_1$ Und $D_2$ gleichzeitig EIN sein ?

Lesen Sie Ihre Kommentare oben und unten und insbesondere diesen hier:

es ist 0,7 V, da D2 eingeschaltet ist und die verbleibende Spannung 11,3 V beträgt, sollte der Teiler sie gleichmäßig aufteilen, was 5,65 V vor jedem Widerstand bedeutet, auch wenn man weiß, dass D2 eingeschaltet ist, muss der Spannungsabfall an den Widerständen 4,95 V betragen. Wenn dies nicht der Fall ist, habe ich einige große Missverständnisse

hat vorgeschlagen, dass ich dem, was ich geschrieben habe, ein paar Details hinzufügen muss. Sorry, war mir vorher nicht klar. Ich habe Ihnen einen gleichwertigen Schaltplan gegeben, weil ich dachte, das wäre genug. Aber ich sehe, dass es nicht so ist.

Versuchen wir es noch einmal, inspiriert von Ihrem Kommentar über den Teiler, der die Dinge nach dem Subtrahieren einer Diodenspannung gleichmäßig aufteilt. Hier ist noch einmal der Schaltplan, aber jetzt unter der Annahme, dass beide Dioden eingeschaltet sind und die verschiedenen Ströme und Knotenspannungen (ein Knoten ist ein gemeinsamer Verdrahtungspunkt im Schaltplan) zeigen:

schematisch

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Eines der ersten Dinge, die Sie erkennen sollten, ist, dass das Wort Teiler nicht bedeutet, dass es die Dinge gleichmäßig aufteilt. Wie es sich tatsächlich teilt, hängt von den tatsächlichen Widerstandswerten ab. Sie werden feststellen, dass der Wert für $R_1$ ist nicht dasselbe wie der Wert für $R_2$ , Zum Beispiel. Diese beiden Widerstände würden also nichts gleichmäßig aufteilen. Sie sind ungleich, also ist auch die Teilung ungleich.

Als nächstes müssen Sie nun alle diese Ströme unter der Annahme berechnen, dass beide Dioden eingeschaltet sind . Ich gehe davon aus, dass Sie zumindest das Ohmsche Gesetz kennen! Lass uns beginnen mit $I_1$ Und $I_2$ :

\begin{aligned} {ICH}_{1} & = \frac{12 v - 1.4 v}{R_{1}} \\ \approx 1.18 mA \\ {ICH}_{2} & = \frac{1.4 v}{R_{2}} \\ = 1.4 mA \end{aligned}

$\begin{align*} I_1&=\frac{12\:\textrm{V}-1.4\:\textrm{V}}{R_1}\\\\&\approx 1.18 \:\textrm{mA}\\\\\\ I_2&=\frac{1.4\:\textrm{V}}{R_2}\\\\&=1.4 \:\textrm{mA} \end{align*}$

Sie sollten bereits ein Problem sehen. Wenn man sich den Schaltplan ansieht, muss das der Fall sein $I_1=I_2+I_5$ . Oder anders gesagt, wenn Diode $D_1$ ist dann AN $I_1\ge I_2$ . Aber nach den obigen Berechnungen ist diese Aussage falsch.

Durch die bloße Anwendung von nichts weiter als Logik haben Sie mit der Annahme begonnen, dass $D_1$ ON ist , führte einige Berechnungen durch und zeigte, dass die notwendigen Schlussfolgerungen dann falsch sind . Daher muss die Annahme selbst falsch sein .

+1 Gute Antwort ... ein paar Stockwerke über dem Kopf des OP, obwohl ich denke ...;)
@Trevor Hmm. Ich kann jetzt die Kommentare für Ihre Antwort sehen. Ich stimme zu. Ich denke, ich kann mir keine Situation vorstellen, in der diese Art von Frage aufgekommen wäre, ohne dass Thevenin früher unterrichtet worden wäre. Es ist also eine gute Idee, dass Sie Ihre Antwort hinzugefügt haben! Guter Fang.
Sie sollten es wirklich besser wissen, als die Antwort auf eine Hausaufgabe zu geben.
@OlinLathrop Ich denke, hier geht es mehr um andere als um das OP. Da mögen wir alle manchmal unterschiedlicher Meinung sein. So wie es sein sollte. Ich war jahrelang Professor an der größten Universität hier in meinem Bundesland. Also komme ich vielleicht aus dieser Perspektive. Wahrscheinlich wird sich das im Laufe der Zeit jetzt nicht ändern. Alter Hund und so.
Dann warten Sie vielleicht einfach ein oder zwei Tage, bevor Sie die Antwort geben. Als Professor mochten Sie es wahrscheinlich nicht, wenn Ihre faulen Studenten Antworten auf Hausaufgaben bekamen. Ich weiß, dass Sie eine gute Erklärung beigefügt haben, aber wenn die Antwort da ist, werden faule Schüler diesen Teil einfach überspringen.
@OlinLathrop Vor langer Zeit habe ich entschieden, dass es Zeitverschwendung und Angst ist, sich auf faule Schüler zu konzentrieren. Ich schaue stattdessen auf diejenigen, die davon profitieren können, und denke nicht einmal an den Rest. Zu viel verschwendete Emotionen, die gegen Ziegelwände schlagen. Unabhängig davon habe ich hier nicht die Zeit (oder Erinnerung), Tage später zurückzugehen. Ich mache ein paar Dinge und gehe dann einfach weiter und schaue selten zurück, verdränge heute das, was gestern passiert ist. Es steht also nicht in meinem Playbook, Tage später noch einmal darauf zuzugreifen und dann hinzuzufügen. Ich wünschte, es könnte sein, nehme ich an. Aber es ist nicht. Ich bin sozusagen Interrupt-getrieben.
@OlinLathrop Ich stimme Ihnen zu, und hätte das OP in seinen Kommentaren keine Diskussion und Verwirrung gewagt, hätte ich diese Frage auch nicht direkt beantwortet. Wie ich in einem Kommentar in meiner eigenen Antwort erwähnt habe, glaube ich nicht, dass übermäßiges Helfen überhaupt hilft. Irgendwo da drin ist jedoch eine feine Linie zwischen Lehren und Antworten.