2018 A/L Physics Past Paper · Question 43 (Tamil Medium)

Answer: (2) உரு (2)

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: $V_X$, 0 இலிருந்து 15 V வரை கூடும்போது $XY$ இன் வலப் பக்க ஒட்டுமொத்தத் தடை $R$ எவ்வாறு மாறுகிறது.

$$R = \frac{V_{XY}}{I}$$

தொடர்புடைய கோட்பாடு

p – n சந்தியானது சாதாரண உலோகச் சந்தி போன்றல்லாது, புற அழுத்தமொன்றின் மூலம் முன்முகக் கோடலுறச் செய்யும்போது ஒட்டம் பாய இடமளிப்பதோடு பின்முகக்கோடலுறச் செய்யும்போது ஒட்டம் பாய இடமளிப்பதில்லையாதலால் p – n சந்தியானது ஒரு "வால்வு" (Valve) போன்று தொழிற்படும்.

எனவே, இச்சந்தர்ப்பமானது p – n சந்தியை முன்முகக் கோடலுறச் செய்தல் எனப்படுகின்றது. இச்சந்தர்ப்பத்தில் சிறுபான்மைக் காவிகளுக்காக சந்தி பின்முகக் கோடலுற்றமையினால் சிறுபான்மைக் காவிகள் மூலம் ஓட்டம் பாய்வதில்லை.

இலட்சிய இருவாயி முன்முகக் கோடலில் ஒரு கம்பி போல.

பின்முகக் கோடலில் அது ஒரு இடைவெளி போல.

பெட்டியில் $P$, 15 V கலத்துக்குக் குறுக்கே உள்ளது. அதன் அடி புவியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. ஆகவே $V_X$, 0 இலிருந்து 15 V வரை.

5 V கலத்தின் $+$ முனை $Y$ இல் உள்ளது. அதன் $-$ முனை புவியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. ஆகவே $V_Y = +5$ V.

வலப் பக்கத்தில் $X$ இலிருந்து 1 kΩ இனூடாக $N$ புள்ளிக்கு. பின் 1 kΩ இனூடாக $Y$ இற்கு. இருவாயி D கீழுள்ள 1 kΩ இற்குக் குறுக்கே உள்ளது. அதன் அனோட் $Y$ பக்கம்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$R = \frac{V_X - V_Y}{I}$

$V_Y > V_N \iff V_X < V_Y = 5\ \text{V}$

காரணம் / கணக்கீடு

வரைபில் கிடையாக $V_X$ (V), நிலைக்குத்தாக $R$ (kΩ).

தொடக்கத்தில் $V_X = 0$. அது $V_Y = 5$ V இலும் குறைவு.

ஆகவே ஓட்டம் $Y$ இலிருந்து $X$ இற்கு மேல்நோக்கிப் பாய்கிறது. D இன் அனோட் ($Y$ பக்கம்) கதோட்டிலும் உயர் அழுத்தத்தில். D முன்முகக் கோடலுற்றுள்ளது.

இரு பகுதிகள்: $V_X < 5$ V உம் $V_X > 5$ V உம்.

மாற்றம் $V_X = V_Y = 5$ V இல்.

$V_X < 5$ V இல் D கடத்துகிறது. அது கீழுள்ள 1 kΩ ஐத் தவிர்க்கிறது. ஆகவே $R = 1$ kΩ.

$V_X > 5$ V இல் ஓட்டம் $X$ இலிருந்து கீழ்நோக்கிப் பாய்கிறது. D பின்முகக் கோடலுற்றுத் திறந்துள்ளது. இரு 1 kΩ உம் தொடரில். ஆகவே $R = 2$ kΩ.

$V_X = 5$ V இல் ஓட்டம் இல்லை. அங்கு $R$, 1 kΩ இலிருந்து 2 kΩ இற்குத் திடீரென மாறுகிறது. அதுவே முறிந்த கோடு.

ஒவ்வொரு பகுதியிலும் $R$ மாறுவதில்லை.

0 இலிருந்து 5 V வரை வரைபு 1 kΩ இல் கிடையாக உள்ளது.

5 V இல் அது மேலே படியேறுகிறது.

பின் 5 இலிருந்து 15 V வரை 2 kΩ இல் கிடையாக உள்ளது.

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

உரு (2) இல் மட்டுமே இந்த வடிவம் உள்ளது.

ஏனையவை பிழையான திசையில் அல்லது பிழையான இடத்தில் படியேறுகின்றன.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

இருவாயி தலைகீழாக எடுக்கப்பட்டுள்ளது.

படி பிழையான இடத்திலும் பிழையான திசையிலும் உள்ளது.

படி 5 V இல். 10 V இல் அல்ல.

இது இருவாயி ஒருபோதும் கடத்தாதது போல.

முடிவு

$V_X < 5$ V இல் $R = 1$ kΩ.

$V_X > 5$ V இல் $R = 2$ kΩ.

விடை தெரிவு (2).