Коммутирующий диод

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• Аккумулятор на 6 В
• Силовой трансформатор, 120 В переменного тока, понижающий до 12 В (каталог Radio Shack № 273-1365, 273-1352 или 273-1511).
• Один выпрямительный диод 1N4001 (каталог Radio Shack № 276-1101)
• Одна неоновая лампа (каталог Radio Shack № 272-1102)
• Два тумблера, SPST («однополюсный, однопозиционный»)

Указан силовой трансформатор, но подойдет любой индуктор с железным сердечником, даже самодельный индуктор или трансформатор из главы, посвященной экспериментам с переменным током! Диод не обязательно должен быть точной модели 1N4001. Для этой задачи подходят любые выпрямительные диоды серии «1N400X», и их довольно легко получить. Я рекомендую бытовые выключатели света из-за их низкой стоимости и долговечности.

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Уроки электрических цепей , Том 1, глава 16:«Постоянные времени RC и L / R»

Уроки электрических цепей , Том 3, глава 3:«Диоды и выпрямители»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Ознакомьтесь с индуктивной «отдачей».
• Узнайте, как подавить «отдачу» с помощью диода.

СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИИ

При сборке схемы внимательно следите за ориентацией диода. Катодный конец диода (конец, отмеченный единственной полосой) должен быть обращен к положительной (+) стороне батареи.

Диод должен иметь обратное смещение и быть непроводящим, если переключатель №1 находится в положении «включено». Для катушки индуктивности используйте высоковольтную (120 В) обмотку трансформатора.

Первичная обмотка понижающего трансформатора имеет большую индуктивность, чем вторичная обмотка, и дает больший эффект мигания лампы. Установите переключатель №2 в положение «выключено». Это отключает диод от цепи, поэтому он не действует.

Быстро закройте и откройте (включите, а затем выключите) переключатель №1. Когда этот переключатель разомкнут, неоновая лампа будет мигать из-за эффекта индуктивной отдачи. Быстрое уменьшение тока, вызванное размыканием переключателя, приводит к тому, что индуктор создает большое падение напряжения, поскольку он пытается поддерживать ток той же величины и течь в том же направлении.

Индуктивная отдача вредна для контактов переключения, поскольку вызывает чрезмерное искрение всякий раз, когда они размыкаются. В этой схеме неоновая лампа фактически уменьшает эффект, обеспечивая путь переменного тока для тока индуктора при размыкании переключателя, безвредно рассеивая накопленную энергию индуктора в виде света и тепла.

Однако на размыкающих контактах переключателя №1 по-прежнему падает довольно высокое напряжение, что вызывает чрезмерное искрение и сокращает срок службы переключателя. Если переключатель №2 замкнут (включен), диод теперь будет частью цепи.

Быстро замкните и снова разомкните переключатель №1, обращая внимание на разницу в поведении цепи. На этот раз неоновая лампа не мигает.

Подключите вольтметр к катушке индуктивности, чтобы убедиться, что индуктор по-прежнему получает полное напряжение батареи при замкнутом переключателе №1. Если вольтметр регистрирует только небольшое напряжение при включенном переключателе №1, диод, вероятно, подключен в обратном направлении, создавая короткое замыкание.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

• Таблица различных применений диодов