1. مسئله: در مدار داده شده، دیودها ایدهآل هستند و باید ولتاژ گرههای A و B را پیدا کنیم.
2. قوانین و فرضیات: دیود ایدهآل به این معنی است که ولتاژ روی آن در حالت هدایت صفر است و در حالت قطع جریان عبور نمیکند.
3. تحلیل مدار:
- دیود D1 بین 9 ولت و گره A با مقاومت 1 کیلو اهم است.
- دیود D2 بین 5 ولت و گره A است.
- دیود D3 بین گره B و 0 ولت است.
- مقاومتها بین گرهها به ترتیب 1 کیلو اهم (D1 به A)، 4 کیلو اهم (A به B)، و 1 کیلو اهم (B به -3 ولت) هستند.
4. بررسی وضعیت دیودها:
- D1: چون 9 ولت بالاتر از A است، D1 هدایت میکند و ولتاژ افت آن صفر است، پس ولتاژ A کمتر یا مساوی 9 ولت است.
- D2: بین 5 ولت و A است، اگر A کمتر از 5 ولت باشد، D2 هدایت میکند و ولتاژ A برابر 5 ولت میشود.
- D3: بین B و 0 ولت است، اگر B بالاتر از 0 ولت باشد، D3 هدایت میکند و ولتاژ B برابر 0 ولت میشود.
5. فرض کنیم D2 هدایت میکند، پس ولتاژ A = 5 ولت.
6. جریان از 9 ولت به A از طریق D1 و مقاومت 1 کیلو اهم:
$$I_1 = \frac{9 - 5}{1k} = \frac{4}{1000} = 0.004\,A$$
7. جریان از A به B از طریق مقاومت 4 کیلو اهم:
$$I_2 = \frac{5 - V_B}{4k}$$
8. جریان از B به -3 ولت از طریق مقاومت 1 کیلو اهم:
$$I_3 = \frac{V_B - (-3)}{1k} = \frac{V_B + 3}{1000}$$
9. جریان در گره B باید برابر باشد:
$$I_2 = I_3$$
10. معادله جریانها:
$$\frac{5 - V_B}{4000} = \frac{V_B + 3}{1000}$$
11. حل معادله:
$$1000(5 - V_B) = 4000(V_B + 3)$$
$$5000 - 1000 V_B = 4000 V_B + 12000$$
$$5000 - 12000 = 4000 V_B + 1000 V_B$$
$$-7000 = 5000 V_B$$
$$V_B = -\frac{7000}{5000} = -1.4\,V$$
12. بررسی دیود D3 با ولتاژ B = -1.4 ولت:
- چون ولتاژ B کمتر از 0 ولت است، D3 قطع است و جریان از آن عبور نمیکند.
13. جریان در گره B فقط از مقاومت 4 کیلو اهم به سمت -3 ولت میرود، پس جریان از B به -3 ولت است.
14. ولتاژ نهایی:
$$V_A = 5\,V$$
$$V_B = -1.4\,V$$
پاسخ نهایی: ولتاژ گره A برابر 5 ولت و ولتاژ گره B برابر -1.4 ولت است.
Voltage Nodes Ffbbd0
Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.