我正在尝试解决二极管电路问题,并要求我获取 I1、I2、I3 和 V3 和 V1 的值。我正在应用考虑理想二极管的方程式,其压降为 0.75 V。我得到的方程式适用于我在图像中放置的两个网格:
(1)5 – i1*1000 – 0.75 – i3*5000 = 0 (2)10 – i2*1000 – i3*5000 = 0 (3)(这个我不确定是否正确)i2 + i1 = i3
求解,得到:i1 = -2.2 mA,I2 = 3.5 mA,I3 = 1.3 mA
问题是:我正在检查考试中的老师解决方案,它们是:i1 = -1.4 mA i2 = 2.83 mA i3 = 1.43 mA
我做错的等式是哪一个?
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最佳答案
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好吧,为了快速检查一下,我要做的第一件事就是将左边的两个电阻视为分压器,并计算戴维南等效电阻,即五頓=二十五3五五頓=二十五3五V_{_\text{TH}}=\frac{25}{3}\:\text{V}和R頓=二十五三十千欧姆R頓=二十五三十钾ΩR_{_\text{TH}}=\frac{25}{30}\:\text{k}\Omega。
这确实意味着二极管是正向偏置的,所以这很好。
这也意味着二极管电流应为我德=二十五3五−5五−750毫伏二十五三十千欧姆+1千欧姆= 1.409¯¯¯¯¯毫安我德=二十五3五−5五−750毫伏二十五三十钾Ω+1钾Ω=1.409¯毫安I_{_\text{D}}=\frac{\frac{25}{3}\:\text{V}\,-\,5\:\text{V}\,-\,750\:\text{mV}}{\frac{25}{30}\:\text{k}\Omega\,+\,1\:\text{k}\Omega}=1.4\overline{09}\:\text{mA}。
这个量级与老师的解决方案非常吻合,表明更完整的解决方案细节也可能是正确的。
所以,让我们先看看我是如何设置的(在我费心阅读你写的内容之前),看看我会用它做什么。然后我会进行比较。
我会这么做:
kvl1 = Eq( 10 - i2*1e3 - i3*5e3, 0 ) # KVL, left side
kvl2 = Eq( 5 - i1*1e3 + 0.75 - i3*5e3, 0 ) # KVL, right side
kcl3 = Eq( i3, i1 + i2 ) # KCL, at joining vertex
solve( [ kvl1, kvl2, kcl3 ], [ i1, i2, i3 ] ) # solve it
{i1: -0.00140909090909091, i2: 0.00284090909090909, i3: 0.00143181818181818}
这与老师的解决方案非常接近,尽管其中一个值的第三位有效位略有不同。
现在,我来看看你的作品。嗯……
(1) 5 – i1 1000 – 0.75 – i3 5000 = 0
我至少强调了一个问题。与上面的KVL2进行比较。你减去了应该加的数。注意到二极管的极性了吗?当它打开时,阳极比阴极更正。(事实确实如此。)所以你需要加上那个值,而不是减去它。
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哦!我注意到了这个问题:哦,是的,二极管的极性会使我的方程式增加电压降。非常感谢!
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@psich 没问题。:) 通常,这只是一些小细节。需要练习才能减少此类符号错误。(不过,永远无法完全消除这些错误。因此,寻找交叉检查的方法是这个过程永无止境的一部分。)
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@psich 哦,我刚刚注意到你还没有选择答案。你只写了两个问题。但你对第一个问题的答案还不错。所以如果你觉得其中任何一个对你有足够的帮助,你可能要考虑为第一个问题选择其中一个。仅供参考。
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由于电压 10V 高于 5V,二极管 D1 将正向偏置,电流将从五3五3V_3到五2五2V_2。
电流方向我1我1I_1方向相反。使用 –我1我1I_1电流反向流动。假设二极管两端的正向压降为 0.7V。
你有两个未知数五3五3V_3和五1五1V_1。
五3五3V_3–五1五1V_1= 0.7 使用电流作为我2我2I_2往下走——我1我1I_1上升,我3我3I_3按照图中所示向下。使用包括 10V、5V 电压源和五3五3V_3和五1五1V_1有了这些,你就可以在树枝上得到电流了。
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我想说的是二极管压降的方向是相反的。由于压降是正向的,而你以相反的方式进行电压求和,所以你实际上必须将其求和。
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您已显示二极管中电流从阴极流向阳极。再看一遍,重新思考一下发生了什么
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I2=I1+i3 且 Vf = 650 mV +/- 100 mV,范围为 1~2 mA
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