Question

如圖1所示的電路中，R₁=R₂=5Ω，CD之間接有某個(gè)理想的電子元件，若在AB之間加上圖甲所示的交變電壓，示波器測(cè)定電阻R₂兩端電壓如圖乙所示．

（1）C、D之間接的是何種電子元件？
（2）若在AB之間加上圖丙所示的交變電壓，這時(shí)交流電流表的示數(shù)是多大？
（3）若在AB之間加上圖丙所示的交變電壓，交流電表的示數(shù)突然變?yōu)?.83A，分析圖示的電路中哪一個(gè)元件發(fā)生了怎樣的故障？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)圖乙與圖甲圖形對(duì)比可知，AB間電壓反向時(shí)，R₂兩端電壓不同，可根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦�，在C、D之間接二極管．
（2）交流電流表示數(shù)是有效值．先根據(jù)有效值的定義，求出R₂兩端電壓的有效值，再由歐姆定律求電流的有效值．
（3）與上題計(jì)算結(jié)果對(duì)比，分析哪一個(gè)元件發(fā)生了怎樣的故障．

解答：解：（1）根據(jù)圖乙與圖甲圖形對(duì)比可知，AB間電壓反向時(shí)，R₂兩端電壓不同，C、D間接的是理想的二極管．
（2）交流電流表示數(shù)是有效值． 設(shè)R₂兩端電壓的有效值為U₂．
由題可知，當(dāng)AB間加正向電壓20V時(shí)，R₂兩端電壓為20V；當(dāng)AB間加反向電壓20V時(shí)，R₂兩端電壓為10V；
則根據(jù)有效值的定義得知：

202

R

×

1

2

T+

102

R

×

1

2

T=

U22

R

×T
解得  U2=5

10

V
電流表示數(shù)I=

U2

R

=

10

A=3.16A
（3）發(fā)生故障后電流表示數(shù)變小，表明是斷路故障，R₂不可能斷路．
若二極管斷路，電路中電流為I=

U

R1+R2

=

20

5+5

A=2A，與題不符．故可知是電阻R₁發(fā)生斷路．
答：
（1）C、D之間接的是理想的二極管．
（2）若在AB之間加上圖丙所示的交變電壓，這時(shí)交流電流表的示數(shù)是3.16A．
（3）若在AB之間加上圖丙所示的交變電壓，交流電表的示數(shù)突然變?yōu)?.83A，電路中R₁發(fā)生斷路．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵要掌握二極管的單向?qū)щ娦裕�能根�?jù)有效值的定義求交變電壓的有效值．