Prąd diody z zadanym spadkiem 0,7 wolta

Rozwiązanie

Sprawdzamy stan przewodzenia

Źródło ma większe napięcie od założonego spadku diody. Dodatnia różnica 4,30 V przypada na 220 Ω, więc wyliczony dodatni prąd będzie zgodny z przyjętym kierunkiem. Moc diody liczymy z jej 0,70 V, nie z pełnych 5 V.

Rozwiązanie

Prąd wynosi I=(5{,}0-0{,}70)/220\approx0{,}01955 A, czyli 19,55 mA. Moc diody to P_D=0{,}70I\approx13{,}68 mW. Dodatni prąd jest zgodny z założeniem przewodzenia. Obliczenie dotyczy podanego stałego spadku, nie dowolnej rzeczywistej diody.

Kontrola mocy źródła

Przy dokładnym I = 4,3/220 A źródło oddaje 5I ≈ 97,73 mW. Opornik przyjmuje 4,3I ≈ 84,05 mW, a dioda 0,7I ≈ 13,68 mW. Suma zgadza się bez utożsamiania mocy diody z mocą całej gałęzi.

Ile zmienia samo założenie o spadku diody?

Prosta I=(5 V−U_D)/220 Ω opisuje ograniczenie narzucone przez pozostały obwód. Dopiero przecięcie jej z modelowym U_D=0,70 V daje punkt pracy. Dla hipotetycznego spadku 0,60 V otrzymalibyśmy 20,00 mA, a dla 0,80 V — około 19,09 mA.

Różnica spadku 0,10 V zmienia prąd o około 0,455 mA. Jest to analiza wrażliwości założenia, nie pomiar niepewności konkretnej diody. W tym zakresie większy spadek obniża prąd, lecz zwiększa moc samej diody: od 12,00 mW przy 0,60 V do około 15,27 mW przy 0,80 V. O mocy decyduje iloczyn obu wielkości, nie sam kierunek zmiany prądu.

Powiązana teoria

Dioda i LED: model spadku napięcia nie zastępuje ograniczenia prądu

Dalsza lektura

Materiał referencyjny