Dwie LED i źródło o zbyt małym napięciu w modelu odcinkowym

Rozwiązanie

Ujemny wynik obala założony stan

Bilans przy przewodzeniu obu diod wymaga 4 V na samych LED. Źródło daje tylko 3 V, więc obliczona ujemna różnica na oporniku sygnalizuje sprzeczność. Nie interpretujemy −10 mA jako poprawnego prądu zaporowego.

Rozwiązanie

Założenie jednoczesnego przewodzenia obu LED z podanym spadkiem jest sprzeczne z napięciem źródła. W tym modelu odcinkowym prąd wynosi zero. Rzeczywiste charakterystyki są płynne i mogą dawać mały niezerowy prąd, lecz jego wartości nie wyznaczymy z samego założenia stałego spadku 2 V.

Granica modelu

Po zastąpieniu źródła napięciem 5 V model pozwoliłby na przewodzenie: (5 − 4)/100 = 10 mA. To kontrast pokazujący zmianę stanu. Przy rzeczywistych LED przejście jest płynne; sam model stałego spadku nie opisze go szczegółowo.

Warunek dopuszczalności jest częścią rozwiązania

Dla całej gałęzi model można zapisać I=max[0,(U_s−4 V)/100 Ω]. Próg rozdziela dwa opisy. Wzór z prądem ujemnym nie „wybiera” przeciwnego zwrotu tak jak w obwodzie samych oporników, ponieważ przewodzenie obu LED zostało zdefiniowane tylko dla nieujemnego prądu w ustalonym kierunku.

Przy 3 V i zerowym prądzie spadek na oporniku wynosi zero, a suma napięć obu LED wynosi 3 V. Sam ten uproszczony model nie wyznacza jednoznacznie podziału napięcia między dwie nieprzewodzące diody. Nie należy dopisywać po 2 V, bo to warunek przewodzenia, ani wyprowadzać szczegółowej charakterystyki rzeczywistych LED z samego słowa „jednakowe”.

Powiązana teoria

Dioda i LED: model spadku napięcia nie zastępuje ograniczenia prądu

Dalsza lektura

Materiał referencyjny