2019 A/L Physics Past Paper · Question 24 (Sinhala Medium)

Answer: (5) ඩයෝඩය 20 Ω, ප්‍රතිරෝධකය 20 Ω

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

අප දකින දෑ:

එක් දිශාවකට $1$ V මගින් $50$ mA ලැබේ.

අනෙක් දිශාවට $1$ V මගින් $100$ mA ලැබේ.

පෙට්ටිය තුළ සම්බන්ධතාව, ඩයෝඩයේ ඉදිරි ප්‍රතිරෝධය $r_d$ සහ ප්‍රතිරෝධකය $R$ සෙවිය යුතු ය.

අදාළ න්‍යාය

ඩයෝඩය පෙර නැඹුරු වන විට $r_d$ ප්‍රතිරෝධයක් සහිතව සන්නයනය කරයි.

පසු නැඹුරු වන විට එය ධාරාව වළක්වයි.

එබැවින් වෝල්ටීයතාව හැරවූ විට ධාරාව වෙනස් වන්නේ ඩයෝඩය නිසා ය.

p – n සන්ධිය සාමාන්‍ය ලෝහ සන්ධියක් මෙන් නොව, බාහිර විභවයක් මගින් පෙර නැඹුරු කළ විට සන්ධිය හරහා ධාරාව ගලා යාමට ඉඩ දීමක් පසු නැඹුරු කළ විට ධාරාව ගැලීමට ඉඩ නො දීමක් නිසා p – n සන්ධිය "කපාටයක්" (Valve) ආකාරයට ක්‍රියා කරයි.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$I = \frac{V}{R_{eq}}$

$\frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R} + \frac{1}{r_d}$

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

වරණ යනු යුගල $(r_d, R)$ ය.

මුලින් සම්බන්ධතාව සොයමු.

ඉන්පසු පාඨාංක දෙකටම ගැළපෙන යුගලය සොයමු.

තර්කය / ගණනය

ඉඟි දෙකක්:

ධාරාව දිශා දෙකෙන්ම ගලයි. එබැවින් ඩයෝඩය ප්‍රතිරෝධකය සමග ශ්‍රේණිගතව නැත. ශ්‍රේණිගත නම් එක් දිශාවකට ධාරාව ශුන්‍ය වේ.

එක් දිශාවකට ධාරාව දෙගුණ වේ. එබැවින් ඒ දිශාවේ අමතර මාර්ගයක් විවෘත වේ.

එබැවින් ඩයෝඩය ප්‍රතිරෝධකය සමග සමාන්තරගත ය.

පළමු දිශාවේ ඩයෝඩය පසු නැඹුරු ය. ධාරාව $R$ හරහා පමණක් යයි.

අනෙක් දිශාවේ ඩයෝඩයත් සන්නයනය කරයි. මාර්ග දෙකම ධාරාව ගෙන යයි.

$20$

$R = \frac{V}{I_1} = \frac{1}{0.05}$

$0.05$

$I_d = I_2 - I_1 = 0.1 - 0.05$

$r_d = \frac{V}{I_d} = \frac{1}{0.05}$

$r_d = 0$ නම් ධාරාවට සීමාවක් නැත.

$R = 10\ \Omega$ නම් පළමු දිශාවේ 100 mA.

$r_d = 10\ \Omega$ නම් හැරවූ විට 150 mA.

පාඨාංක දෙකටම ගැළපෙන්නේ එක් යුගලයක් පමණි.

එය $r_d = 20\ \Omega$ සහ $R = 20\ \Omega$ ය.

එය වරණය (5) යි.

පරීක්ෂා කිරීම

$10$

$R_{eq} = \frac{20 \times 20}{20 + 20}$

$0.1$

$I_2 = \frac{1}{10}$

නිගමනය

$r_d = 20\ \Omega,\ R = 20\ \Omega$

ප්‍රතිරෝධකය $20\ \Omega$ ය. ඩයෝඩය වළක්වන විට එය තනිව 50 mA දෙයි.

හැරවූ විට $20\ \Omega$ ඩයෝඩයත් සමාන්තරව සන්නයනය කරයි.

ධාරාව 100 mA ය.

එබැවින් පිළිතුර වරණය (5) යි.