Aplicații diverse pentru diode

Dioda - strutura interna pe intelesul tuturor ;) (Iunie 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Aplicații diverse pentru diode

Dispozitive și circuite semiconductoare discrete


Intrebarea 1

Nu stați acolo! Construiți ceva!

Învățarea de a analiza matematic circuitele necesită mult studiu și practică. În mod obișnuit, elevii practică prin lucrul prin numeroase probleme de probă și verificând răspunsurile lor față de cele oferite de manual sau instructor. În timp ce acest lucru este bun, există o cale mult mai bună.

Veți învăța mult mai mult prin construirea și analizarea circuitelor reale, permițând echipamentul de testare să furnizeze "răspunsurile" în loc de o carte sau de o altă persoană. Pentru exerciții de construire a circuitelor de succes, urmați acești pași:

  1. Măsurați și înregistrați cu atenție toate valorile componentelor înainte de construcția circuitului, selectând valorile rezistorului suficient de mari pentru a face ca deteriorarea tuturor componentelor active să fie puțin probabilă.
  2. Desenați diagrama schematică pentru circuitul care urmează să fie analizat.
  3. Construiți cu atenție acest circuit pe un panou sau alt mediu convenabil.
  4. Verificați precizia construcției circuitului, urmărind fiecare cablu la fiecare punct de conectare și verificând elementele unu-câte unul pe diagramă.
  5. Analiza matematică a circuitului, rezolvarea tuturor valorilor tensiunii și curentului.
  6. Măsurați cu atenție toate tensiunile și curenții, pentru a verifica corectitudinea analizei.
  7. Dacă există erori substanțiale (mai mari de câteva procente), verificați cu atenție construcția circuitului în funcție de diagramă, apoi calculați cu atenție valorile și re-măsurați cu atenție.

Când elevii au început să învețe despre dispozitivele cu semiconductori și sunt cel mai probabil să le deterioreze prin conexiuni necorespunzătoare în circuitele lor, recomand să experimenteze componente mari de putere (diode rectificative 1N4001, tranzistoare de putere TO-220 sau TO-3, etc.) și utilizarea unor surse de alimentare cu baterii uscate, mai degrabă decât a unei surse de alimentare la bord. Acest lucru scade probabilitatea deteriorării componentelor.

Ca de obicei, evitați valorile rezistenței foarte mari și foarte scăzute, pentru a evita erorile de măsurare cauzate de încărcarea contorului (la capătul superior) și pentru a evita epuizarea tranzistorului (la capătul inferior). Vă recomandăm rezistențe între 1 kΩ și 100 kΩ.

O modalitate prin care puteți economisi timp și reduce posibilitatea de eroare este să începeți cu un circuit foarte simplu și să adăugați incremental componente pentru a crește complexitatea acestuia după fiecare analiză, mai degrabă decât să construiți un circuit complet nou pentru fiecare problemă de practică. O altă tehnică de economisire a timpului este de a reutiliza aceleași componente într-o varietate de configurații diferite de circuite. În acest fel, nu va trebui să măsurați valoarea unei componente mai mult decât o dată.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Lăsați electronii înșiși să vă dea răspunsul la propriile "probleme practice"!

Note:

Experiența mea a fost că studenții au nevoie de multă practică cu analiza circuitului pentru a deveni competenți. În acest scop, instructorii oferă de obicei studenților lor o mulțime de probleme de practică prin care să lucreze și oferă răspunsuri elevilor să-și controleze munca. În timp ce această abordare îi face pe studenți să se familiarizeze cu teoria circuitelor, nu reușește să le educe pe deplin.

Elevii nu au nevoie doar de practică matematică. Aceștia au nevoie, de asemenea, de circuite de construcție practice practice și de echipamente de testare. Deci, sugerez următoarea abordare alternativă: elevii ar trebui să- și construiască propriile "probleme de practică" cu componente reale și să încerce să prezică matematic diferitele valori de tensiune și curent. În acest fel, teoria matematică "vine în viață", iar studenții dobândesc o experiență practică pe care nu ar câștiga doar prin rezolvarea ecuațiilor.

Un alt motiv pentru a urma această metodă de practică este de a preda studenților metodă științifică : procesul de testare a unei ipoteze (în acest caz, predicții matematice) prin efectuarea unui experiment real. Elevii vor dezvolta, de asemenea, abilități reale de depanare, deoarece uneori fac erori de construcție a circuitelor.

Petreceți câteva momente de timp cu clasa dvs. pentru a revizui unele dintre "regulile" de construire a circuitelor înainte de a începe. Discutați aceste probleme cu elevii dvs. în aceeași manieră Socratică, în mod normal, ați discuta cu întrebările din foaia de lucru, în loc să le spuneți pur și simplu ce ar trebui și nu ar trebui să facă. Nu mă mai opresc niciodată să fiu uimită de modul în care elevii slab înțeleg instrucțiunile atunci când sunt prezentați într-un format tipic de prelegere (instructor monolog)!

O notă adresată acelor instructori care se pot plânge de timpul "irosit" trebuie să-i facă pe elevi să construiască circuite reale în loc să analizeze doar matematic circuitele teoretice:

Care este scopul studenților care vă ia cursul "panoul de lucru" panoul panoului de lucru implicit?

intrebarea 2

Un tehnician construiește un set propriu de testare audio pentru a fi utilizat în depanarea circuitelor electronice audio. Setul de testare este în esență un detector sensibil, permițând să se audă semnale audio de putere redusă:

Ce scop folosesc cele două diode în acest circuit "# 2"> Răspuns dezvălui Ascunde răspunsul

Diodele servesc pentru a proteja ascultătorul de volume foarte puternice, în caz de conectare accidentală la o sursă mare de tensiune.

Întrebați întrebarea: scopul transformatorului este să crească impedanța efectivă a căștilor, de la 8 Ω la o valoare mult mai mare. Se calculează această valoare mai mare, dat fiind un raport de transformare transformator de 22: 1.

Note:

Prima mea întâlnire cu această aplicație de diode a venit când eram destul de tânără, lipind împreună un multimetru de kit. Am fost foarte confuz de ce mișcarea contorului a avut două diode conectate la el în paralel, ca aceasta. Tot ce știam despre diode la vremea respectivă era că acționau ca supape cu sens unic pentru electricitate. Nu am înțeles că au avut o scădere substanțială a tensiunii înainte, ceea ce reprezintă cheia înțelegerii modului în care acestea funcționează în astfel de aplicații. În timp ce aceasta poate părea o utilizare destul de neortodoxă a diodelor, este de fapt destul de comună.

De altfel, recomand că studenții să construiască un set de testări audio pentru propriile lor scopuri experimentale. Chiar și fără amplificator, acest instrument este uimitor de sensibil. Un transformator de putere scalabil de 120 volți / 6 volți funcționează bine ca un transformator de potrivire a impedanței și este izolat suficient pentru a oferi o bună marjă de siguranță (izolație electrică) pentru majoritatea aplicațiilor. Un vechi cuptor cu microunde peste transformatorul de putere funcționează și mai bine (atunci când este utilizat într-o configurație pas cu pas), oferind o izolație de câteva mii de volți între înfășurările primare și secundare.

Circuitul funcționează chiar și pentru detectarea semnalelor DC și a semnalelor AC cu frecvențe dincolo de domeniul audio. Prin realizarea și ruperea contactului cu sonda (sondele) de testare, se vor produce sunete de zgâriere dacă există un semnal de magnitudine suficientă. Cu căștile mele ieftine "Radio Shack", sunt capabilă să detectez fiabil curenții DC mai mici de 0, 1 μA cu detectorul meu! Kilometrajul dvs. poate varia, în funcție de cât de bun este auzul dvs. și cât de sensibile sunt căștile.

Mi-am folosit propriul detector de sunet de multe ori in locul unui osciloscop pentru a detecta distorsiunile in circuitele audio (evaluari foarte dure, nu te preocupa deloc) si chiar ca detector de tensiune DC (detectarea tensiunii de ieșire fotovoltaice a unui regulator LED). Acesta poate fi folosit ca un instrument sensibil "nul" în ambele circuite de curent AC și DC (din nou, detectarea DC necesită să faceți și să întrerupeți contactul cu circuitul, ascultând pentru sunetele "clic" sau "zgârierea" în căști).

Un alt lucru distractiv de făcut cu acest detector este conectarea la o bobină deschisă de sârmă și "asculta" pentru câmpurile magnetice AC. Plasați o astfel de bobină în apropierea unui hard disk de computer de lucru și puteți auzi servomotoarele de citire / scriere în acțiune!

Dacă nu vă este clar deja, sunt foarte entuziasmat de potențialul acestui circuit pentru angajarea și învățarea elevilor. . .

Întrebarea 3

Când comutatorul cu buton este acționat în acest circuit, supapa solenoidică acționează:

Singura problemă cu acest circuit simplu este că contactele comutatoarelor suferă de arcade extinse cauzate de fiecare dată când solenoidul este dezactivat. O modalitate de a combate această arc, totuși, este să conectați o diodă obișnuită de rectificare în paralel cu solenoidul ca acesta:

Explicați ce provoacă arc excesiv la contactele comutatorului și cum prezența unei diode în circuit o elimină complet.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Arcingul este provocat de "declanșarea" inductivă și dioda îl împiedică furnizând un circuit complet pentru ca curentul inductorului să se descarce atunci când se deschide comutatorul.

Note:

Această întrebare oferă o oportunitate excelentă de a revizui teoria inductorului, în special direcția curentului și polaritatea tensiunii unui inductor atunci când se încarcă versus atunci când se descarcă. Analiza acestui circuit va fi facilitată prin desenarea unei diagrame schematice.

Întrebarea 4

Ce se va înregistra un ampermetru (cu o rezistență de intrare de 0, 5 Ω) atunci când este conectat în paralel cu dioda din acest circuit "/ / www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00984x01.png" >

De obicei, ampermetrele sunt conectate în serie cu componenta a cărei curent este măsurat. Cu toate acestea, în acest caz o conexiune paralelă este acceptabilă. Explicați de ce și determinați citirea curentă a ampermetrului în acest circuit.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Ampermetrul va înregistra un curent de 4 mA.

Note:

Un punct foarte important de a vă întreba studenții este modul în care au dat seama de indicatorul metrului. Ce tehnică de analiză de circuit a folosit și de ce?

Subliniați rezolvarea acestei probleme fără a utiliza un calculator pentru a face matematica. Studenții dvs. sunt capabili să determine rezultatul exclusiv prin estimare? Factorul de rezistență la intrare în calcul semnificativ?

Întrebarea 5

Să presupunem că o piesă foarte importantă a echipamentelor electronice (de exemplu, controalele de oprire a reactorului nuclear) trebuie alimentate cu curent continuu neîntreruptibil . Din motive de siguranță, acest circuit își obține puterea de la trei surse de tensiune DC (redundante):

Singura problemă cu acest scenariu este posibilitatea ca una dintre aceste surse de alimentare să fie scurtcircuit intern. Descrieți ce s-ar întâmpla dacă una dintre cele trei surse de curent continuu a dezvoltat un scurtcircuit intern și explicați cum ar putea fi evitată această problemă prin plasarea diodelor în circuit.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Întrebare la întrebare: ar fi bine dacă ar exista lămpi indicatoare în sistem pentru a avertiza personalul de întreținere de o sursă de alimentare scurtcircuitată. Există vreo modalitate de a vă gândi să plasați becurile în acest sistem undeva, astfel încât să se aprindă în cazul unei defecțiuni la sursa de alimentare "note notes hidden"> Note:

Discutați atât despre natura problemei, cât și despre soluția cu elevii dvs. De ce soluția propusă funcționează pentru a elimina întreruperea alimentării în cazul unui scurtcircuit intern la una dintre sursele de alimentare?

Întrebarea 6

Folosind o diodă comutatoare (uneori numită diodă roată liberă ) pentru a elimina arcurile de contact ale contactelor pentru sarcini inductive într-un circuit de curent continuu funcționează bine, dar are un efect secundar nefericit:

Cu o diodă în loc, timpul de eliberare pentru solenoid crește măsurabil. Cu alte cuvinte, este nevoie de mai mult timp ca solenoidul să se dege magnetice complet după deschiderea contactelor comutatorului, decât dacă nu există o diodă în circuit.

Explicați de ce este acest lucru și propuneți, de asemenea, o soluție pentru minimizarea duratei de eliberare a solenoidului.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Prezența unei diode comutatoare mărește timpul de eliberare al solenoidului, deoarece constanta de timp L / R a circuitului de dezactivare este făcută mult mai mult decât în ​​absența diodei. Soluția la această problemă este scăderea constantei de timp L / R a circuitului de descărcare (vă voi lăsa să vă dați seama cum!).

Note:

Această întrebare este o revizuire bună a teoriei constantelor timpului inductor și provoacă elevilor să-și pună stăpânirea circuitelor cu timp constant L / R la încercare, proiectând o soluție pentru această problemă.

Odată ce sa convenit asupra unei soluții, întrebați elevii dacă soluția introduce (sau reintroduce, după caz) orice alte probleme din circuit.

  • ← Foaia de lucru anterioară

  • Fișa foilor de lucru

  • Foaia de lucru următoare →