Wybór diody Zenera BZX55C4V7 jako poprawnej odpowiedzi jest uzasadniony analizą obliczeń opartych na prawie Ohma. W tym przypadku amperomierz wskazuje prąd 7,3 mA, a rezystor ma wartość 1 kΩ. Zgodnie z prawem Ohma, napięcie na rezystorze obliczamy jako U=I*R, co daje U=7,3 mA * 1 kΩ = 7,3 V. Całkowite napięcie zasilania w układzie wynosi 12 V, więc napięcie na diodzie Zenera wynosi U_zenera = U_zasilania - U_rezystora = 12 V - 7,3 V = 4,7 V. To napięcie odpowiada diodzie Zenera BZX55C4V7. Dioda Zenera jest szeroko stosowana w zastosowaniach stabilizacji napięcia oraz w obwodach ochronnych, gdzie zapewnia stałe napięcie wyjściowe niezależnie od zmian w obciążeniu. W praktyce, diody Zenera są kluczowym elementem w różnych aplikacjach elektronicznych, takich jak regulacja napięcia w zasilaczach czy ochrona przed przepięciami. Zrozumienie właściwych zastosowań oraz sposobu działania diod Zenera jest niezbędne dla każdego inżyniera pracującego w dziedzinie elektroniki.
Analizując niepoprawne odpowiedzi, można zauważyć, że w każdej z nich występuje mylne założenie dotyczące napięcia na diodzie Zenera. W przypadku BZX55C3V9, U=3,9 V, oraz BZX55C5V6, U=5,6 V, błędne jest przypisanie tych wartości do zaobserwowanego prądu, ponieważ nie uwzględniają one odpowiednich obliczeń na podstawie prawa Ohma. Jeżeli napięcie na rezystorze wynosi 7,3 V, nie może być możliwe, aby napięcie na diodzie Zenera wynosiło mniej niż 4,7 V, ponieważ całkowite napięcie w obwodzie to 12 V. To prowadzi do klasycznego błędu polegającego na niewłaściwej interpretacji pomiarów prądowych w kontekście napięć. W przypadku opcji BZX55C7V5, U=7,5 V, również występuje błąd, ponieważ sugeruje, że dioda Zenera działa przy wyższym napięciu, co oznaczałoby, że nie może być odpowiednia dla podanego prądu 7,3 mA w omawianym układzie. Warto pamiętać, że diody Zenera mają swoje charakterystyki, które determinują ich zachowanie przy określonym napięciu i prądzie. Zrozumienie tych zasad oraz umiejętność ich zastosowania w praktyce są kluczowe dla analizy obwodów elektronicznych, a błędna interpretacja wartości może prowadzić do poważnych problemów w projektowaniu i implementacji układów elektronicznych.
