W układzie źródło 12 V zasila szeregowo połączone elementy: rezystor 1 kΩ oraz diodę Zenera. Amperomierz jest włączony w szereg, więc jego wskazanie 7,3 mA jest prądem całego obwodu. Woltomierz jest podłączony równolegle do diody, dlatego pokazuje napięcie na diodzie Zenera.
Krok 1: spadek napięcia na rezystorze
Stosujemy prawo Ohma: UR=I·R.
I=7,3 mA=0,0073 A, R=1 kΩ=1000 Ω.
UR=0,0073 A · 1000 Ω = 7,3 V.
Krok 2: napięcie na diodzie
Z II prawa Kirchhoffa dla oczka: Uzasilania = UR + UD.
Stąd UD = 12 V − 7,3 V = 4,7 V.
Identyfikacja diody
Diody Zenera z serii BZX55 mają w oznaczeniu zakodowane napięcie stabilizacji, np. zapis 4V7 oznacza 4,7 V (litera V zastępuje przecinek). Zatem napięcie 4,7 V odpowiada diodzie BZX55C4V7.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- Odpowiedź z 3,9 V nie pasuje do obliczonego napięcia na diodzie; takie napięcie wymagałoby innego spadku na rezystorze, czyli innego prądu.
- Odpowiedź z 5,6 V również nie zgadza się z wynikiem z praw obwodów; przy 12 V i 7,3 mA napięcie na diodzie wynika jednoznacznie.
- Odpowiedź z 7,5 V byłaby możliwa tylko przy znacznie mniejszym spadku na rezystorze (a więc innym prądzie), co przeczy wskazaniu amperomierza.
Wskazówka egzaminacyjna: w zadaniach z diodą Zenera w szeregu z rezystorem najpierw licz UR=I·R, a dopiero potem napięcie na diodzie z bilansu napięć w oczku.
