Номер 18.21, страница 95 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 18. Полупроводники и полупроводниковые приборы - номер 18.21, страница 95.

Условие.

18.21. Фоторезистор и резистор, соединенные последовательно, подключены к источнику постоянного тока. Как изменятся сила тока в фоторезисторе и напряжение на нем, если фоторезистор осветить?

Решение.

Решение

Фоторезистор – это полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого уменьшается при увеличении интенсивности падающего на него света. В данной цепи фоторезистор и обычный резистор соединены последовательно и подключены к источнику постоянного тока с неизменным напряжением $\text{U}$.

Обозначим сопротивление фоторезистора как $R_{ф}$, а сопротивление резистора как $\text{R}$. При последовательном соединении общее сопротивление цепи $R_{общ}$ равно сумме сопротивлений:

$R_{общ} = R_{ф} + R$

Согласно закону Ома для полной цепи, сила тока $\text{I}$ в цепи (которая одинакова для всех элементов при последовательном соединении) равна:

$I = \frac{U}{R_{общ}} = \frac{U}{R_{ф} + R}$

Когда фоторезистор освещают, его сопротивление $R_{ф}$ уменьшается. Так как сопротивление резистора $\text{R}$ и напряжение источника $\text{U}$ постоянны, уменьшение $R_{ф}$ приводит к уменьшению общего сопротивления цепи $R_{общ}$. Поскольку общее сопротивление находится в знаменателе, уменьшение $R_{общ}$ приведет к увеличению силы тока $\text{I}$ в цепи. Таким образом, сила тока в фоторезисторе увеличится.

Теперь определим, как изменится напряжение на фоторезисторе $U_{ф}$. Сумма напряжений на последовательно соединенных элементах равна напряжению источника:

$U = U_{ф} + U_{R}$

где $U_{R}$ - напряжение на резисторе.

Напряжение на резисторе $U_{R}$ можно найти по закону Ома: $U_{R} = I \cdot R$. Поскольку мы установили, что сила тока $\text{I}$ увеличивается, а сопротивление $\text{R}$ постоянно, то напряжение на резисторе $U_{R}$ также увеличивается.

Из уравнения для напряжений $U_{ф} = U - U_{R}$ видно, что при постоянном напряжении источника $\text{U}$ и увеличении напряжения на резисторе $U_{R}$, напряжение на фоторезисторе $U_{ф}$ должно уменьшиться.

Ответ: Сила тока в фоторезисторе увеличится, а напряжение на нем уменьшится.