Решение задачи: Вариант 2, Задание 5 (Физика)

Решение задачи (Вариант 2) Дано: \(U_{пит} = 9\) В \(R_1 = 22\) кОм = \(22000\) Ом \(R_2 = 1.5\) кОм = \(1500\) Ом \(R_k = 470\) Ом \(h_{21э} = 80\) Примем типовые значения: \(U_{бэ} \approx 0.7\) В, \(U_{led} \approx 2\) В, \(R_н\) (входное сопротивление транзистора) в данной упрощенной модели часто принимается равным \(R_2\) или не учитывается в п.1. Исходя из формулы в задании, \(R_н\) — это сопротивление перехода база-эмиттер. Для расчетов примем \(R_н \approx 1000\) Ом (типовое значение для маломощных транзисторов). 1. Расчет эквивалентного сопротивления базовой цепи \(R_{база}\): Используем формулу из условия: \[R_{база} = R_1 + \frac{R_2 \cdot R_н}{R_2 + R_н}\] \[R_{база} = 22000 + \frac{1500 \cdot 1000}{1500 + 1000} = 22000 + \frac{1500000}{2500} = 22000 + 600 = 22600 \text{ Ом}\] Ответ: \(R_{база} = 22.6\) кОм. 2. Определение тока базы \(I_б\): Используем упрощенную формулу: \[I_б \approx \frac{U_{пит} - U_{бэ}}{R_{база}}\] \[I_б \approx \frac{9 - 0.7}{22600} \approx \frac{8.3}{22600} \approx 0.000367 \text{ А}\] Ответ: \(I_б \approx 0.367\) мА. 3. Расчет тока коллектора \(I_{к\_расч}\), который может обеспечить транзистор: \[I_{к\_расч} = I_б \cdot h_{21э}\] \[I_{к\_расч} = 0.000367 \cdot 80 \approx 0.02936 \text{ А}\] Ответ: \(I_{к\_расч} \approx 29.36\) мА. 4. Расчет требуемого тока коллектора \(I_{к\_треб}\) для светодиода: \[I_{к\_треб} = \frac{U_{пит} - U_{led}}{R_k}\] \[I_{к\_треб} = \frac{9 - 2}{470} = \frac{7}{470} \approx 0.01489 \text{ А}\] Ответ: \(I_{к\_треб} \approx 14.89\) мА. 5. Сравнение \(I_{к\_расч}\) и \(I_{к\_треб}\): Сравним полученные значения: \[29.36 \text{ мА} > 14.89 \text{ мА}\] Так как \(I_{к\_расч} \ge I_{к\_треб}\), транзистор находится в режиме насыщения (полностью открыт). Вывод: Транзистор открыт, светодиод горит.