Commuterende diode

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• 6 volt batterij
• Voedingstransformator, 120VAC step-down naar 12VAC (Radio Shack-catalogus # 273-1365, 273-1352 of 273-1511).
• Eén 1N4001 gelijkrichtdiode (Radio Shack-catalogus # 276-1101)
• Eén neonlamp (Radio Shack-catalogus # 272-1102)
• Twee tuimelschakelaars, SPST ("Single-Pole, Single-Throw")

Er is een stroomtransformator gespecificeerd, maar elke spoel met ijzeren kern is voldoende, zelfs de zelfgemaakte inductor of transformator uit het hoofdstuk AC-experimenten! De diode hoeft geen exact model 1N4001 te zijn. Elk van de "1N400X" -series gelijkrichtdiodes is geschikt voor de taak en ze zijn vrij eenvoudig te verkrijgen. Ik raad huishoudelijke lichtschakelaars aan vanwege hun lage kosten en duurzaamheid.

KRUISVERWIJZINGEN

Lessen in elektrische circuits , Volume 1, hoofdstuk 16:"RC en L/R tijdconstanten"

Lessen in elektrische circuits , Volume 3, hoofdstuk 3:"Diodes en gelijkrichters"

LEERDOELSTELLINGEN

• Beoordeel inductieve "smeergeld"
• Leer hoe u "terugslag" kunt onderdrukken met een diode

SCHEMATISCH DIAGRAM

ILLUSTRATIE

INSTRUCTIES

Let bij het monteren van het circuit goed op de richting van de diode. Het kathode-uiteinde van de diode (het uiteinde gemarkeerd met een enkele band) moet naar de positieve (+) kant van de batterij wijzen.

De diode moet omgekeerd voorgespannen en niet-geleidend zijn met schakelaar # 1 in de "aan" -stand. Gebruik de hoogspanningswikkeling (120 V) van de transformator voor de spoel.

De primaire wikkeling van een step-down transformator heeft meer inductantie dan de secundaire wikkeling en geeft een groter lampflitsend effect. Zet schakelaar #2 in de "uit"-stand. Hierdoor wordt de diode losgekoppeld van het circuit, zodat deze geen effect heeft.

Sluit en open snel (schakel "aan" en vervolgens "uit") schakelaar #1. Wanneer die schakelaar wordt geopend, gaat de neonlamp knipperen door het effect van inductieve "smeergeld". Snelle stroomafname veroorzaakt door het openen van de schakelaar zorgt ervoor dat de inductor een grote spanningsval veroorzaakt terwijl deze probeert de stroom op dezelfde grootte te houden en in dezelfde richting te gaan.

Inductieve terugslag is schadelijk voor schakelcontacten, omdat het overmatige vonken veroorzaakt wanneer ze worden geopend. In dit circuit vermindert de neonlamp het effect door een wisselstroompad te bieden voor de stroom van de inductor wanneer de schakelaar wordt geopend, waardoor de opgeslagen energie van de inductor onschadelijk wordt afgevoerd in de vorm van licht en warmte.

Er valt echter nog steeds een vrij hoge spanning over de openingscontacten van schakelaar #1, wat leidt tot overmatige boogvorming en een kortere levensduur van de schakelaar. Als schakelaar #2 gesloten is (aangezet), maakt de diode nu deel uit van het circuit.

Sluit en open schakelaar #1 snel weer, let op het verschil in circuitgedrag. Deze keer knippert de neonlamp niet.

Sluit een voltmeter over de spoel aan om te controleren of de spoel nog steeds de volledige batterijspanning ontvangt met schakelaar #1 gesloten. Als de voltmeter slechts een kleine spanning registreert met schakelaar #1 "aan", is de diode waarschijnlijk achterstevoren aangesloten, waardoor er kortsluiting ontstaat.

GERELATEERD WERKBLAD:

• Werkblad Diversen Diode Toepassingen