Diody prostownicze

Diody prostownicze | #7 [Podstawy] (Lipiec 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Diody prostownicze

Dyskretne urządzenia półprzewodnikowe i obwody


Pytanie 1

Nie siedź tam! Zbuduj coś !!

Nauka matematycznego analizowania obwodów wymaga dużo nauki i praktyki. Zazwyczaj uczniowie ćwiczą poprzez pracę z wieloma problemami i sprawdzanie swoich odpowiedzi w porównaniu z tymi dostarczonymi przez podręcznik lub instruktora. Chociaż jest to dobre, istnieje o wiele lepszy sposób.

Dowiesz się o wiele więcej, budując i analizując rzeczywiste obwody, pozwalając swojemu sprzętowi testowemu dostarczać "odpowiedzi" zamiast książki lub innej osoby. Aby odnieść sukces w budowaniu obwodów, wykonaj następujące kroki:

  1. Dokładnie zmierz i zanotuj wszystkie wartości składowe przed budową obwodu, wybierając wartości rezystorów wystarczająco wysokie, aby uszkodzić jakiekolwiek aktywne komponenty, które są mało prawdopodobne.
  2. Narysuj schemat obwodu, który będzie analizowany.
  3. Ostrożnie zbuduj ten obwód na płytce protezowej lub innym dogodnym podłożu.
  4. Sprawdź dokładność konstrukcji obwodu, po każdym przewodzie do każdego punktu połączenia i sprawdzaj te elementy jeden po drugim na schemacie.
  5. Matematycznie przeanalizuj obwód, rozwiązując wszystkie wartości napięcia i prądu.
  6. Dokładnie zmierz wszystkie napięcia i prądy, aby zweryfikować dokładność analizy.
  7. Jeśli wystąpią jakiekolwiek istotne błędy (większe niż kilka procent), dokładnie sprawdź konstrukcję obwodu względem diagramu, a następnie dokładnie oblicz ponownie wartości i ponownie zmierz pomiar.

Kiedy uczniowie najpierw zapoznają się z urządzeniami półprzewodnikowymi i najprawdopodobniej ich uszkodzą poprzez niewłaściwe połączenia w swoich obwodach, polecam eksperymentować z dużymi komponentami o dużej mocy (diody prostownicze 1N4001, tranzystory mocy TO-220 lub TO-3) itp.), a zamiast tego korzysta się z zasilanych bateriami suchych ogniw. Zmniejsza to prawdopodobieństwo uszkodzenia podzespołów.

Jak zwykle, unikaj bardzo wysokich i bardzo niskich wartości rezystorów, aby uniknąć błędów pomiarowych spowodowanych przez "ładowanie" licznika (na wyższym końcu) i uniknąć wypalenia tranzystora (na niskim końcu). Polecam rezystory od 1 kΩ do 100 kΩ.

Jednym ze sposobów zaoszczędzenia czasu i zmniejszenia prawdopodobieństwa błędu jest rozpoczęcie od bardzo prostego obwodu i stopniowe dodawanie składników w celu zwiększenia jego złożoności po każdej analizie, zamiast budowania zupełnie nowego obwodu dla każdego problemu praktycznego. Inną techniką oszczędzającą czas jest ponowne użycie tych samych komponentów w różnych konfiguracjach obwodów. W ten sposób nie będziesz musiał zmierzyć wartości żadnego składnika więcej niż jeden raz.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Pozwól, by elektrony same udzieliły odpowiedzi na twoje własne "problemy praktyczne"!

Uwagi:

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​studenci potrzebują wielu ćwiczeń z analizą obwodów, aby stać się biegły. W tym celu instruktorzy zwykle zapewniają swoim uczniom wiele problemów związanych z praktyką i udzielają odpowiedzi uczniom, którzy mogą sprawdzić swoją pracę. Takie podejście sprawia, że ​​uczniowie biegle posługują się teorią obwodów, ale nie potrafią ich w pełni wykształcić.

Uczniowie nie potrzebują jedynie praktyki matematycznej. Potrzebują także prawdziwych, praktycznych ćwiczeń w budowaniu obwodów i korzystaniu z urządzeń testowych. Sugeruję następujące alternatywne podejście: uczniowie powinni budować własne "problemy praktyczne" z rzeczywistymi komponentami i próbować matematycznie przewidywać różne wartości napięcia i prądu. W ten sposób teoria matematyczna "ożywa", a uczniowie zyskują praktyczną biegłość, której nie zyskaliby jedynie przez rozwiązywanie równań.

Innym powodem zastosowania tej metody jest nauczenie studentów metody naukowej : proces testowania hipotezy (w tym przypadku matematycznych przewidywań) poprzez przeprowadzenie prawdziwego eksperymentu. Uczniowie będą również rozwijać prawdziwe umiejętności rozwiązywania problemów, ponieważ czasami popełniają błędy konstrukcyjne obwodu.

Spędź kilka chwil ze swoją klasą, aby zapoznać się z niektórymi "zasadami" budowania obwodów przed ich rozpoczęciem. Porozmawiaj o tych problemach ze swoimi uczniami w taki sam sposób, w jaki zwykle omawiasz pytania z arkusza roboczego, zamiast po prostu mówić im, czego powinni i czego nie powinni robić. Nigdy nie przestaje mnie dziwić, jak słabo studenci chwytają instrukcje, gdy są prezentowane w typowym wykładzie (monolog instruktorski)!

Uwaga dla instruktorów, którzy mogą narzekać na "zmarnowany" czas wymagany do tego, aby uczniowie zbudowali rzeczywiste obwody zamiast tylko matematycznej analizy obwodów teoretycznych:

Jaki jest cel studentów, którzy biorą udział w kursie "itemsheetpanel panel-default" itemscope>

pytanie 2

Po narysowaniu na krzywej wskaźnika charakterystyka dla normalnej diody prostowniczej PN wygląda następująco:

Oznaczyć każdą oś (poziomą i pionową) wykresu wskaźnika krzywej, a następnie określić, czy dioda zachowuje się bardziej jak źródło napięcia, czy bardziej jak źródło prądu (np. Czy stara się utrzymać stałe napięcie lub próbuje utrzymać stały prąd "/ /www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/03128x03.png ">

Pozostaje tylko pytanie, która substytucja ma największy sens? W oparciu o charakterystykę charakterystyki diody, czy powinniśmy zamiast niej zastąpić źródło napięcia lub źródło prądu? Zakładając, że jest to dioda prostownicza 1N4001, jaka jest wartość, której powinniśmy użyć dla źródła zastępującego?

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Takie zachowanie jest podobne do działania źródła napięcia, gdy jest ono napięte do przodu i przewodzi prąd.

Pytanie uzupełniające: dość oczywiste, diody nie zachowują się dokładnie tak jak źródła napięcia. Na przykład nie możesz niczego wyłączyć z diody! Określ niektóre ograniczenia związane z modelowaniem diod jako źródłami napięcia. Czy istnieją przypadki, w których można pomyśleć o tym, gdzie taki model mógłby wprowadzać w błąd "notatki ukryte"> Uwagi:

Modelowanie nieliniowych komponentów półprzewodnikowych w kategoriach liniowych, wyidealizowanych komponentów pasywnych jest odświętną "sztuczką" wykorzystywaną do uproszczenia analizy obwodów. Jak wszystkie "sztuczki" i analogie, ten ma określone ograniczenia. Podpowiedź pytania uzupełniającego praktycznie podaje przykłady tego, gdzie taki model mógłby wprowadzać w błąd!

pytanie 3

Poniższy schemat przedstawia prosty obwód wskaźnika krzywej, wykorzystywany do wykreślenia charakterystyki prąd / napięcie różnych elementów elektronicznych na ekranie oscyloskopu:

Sposób działania polega na podawaniu napięcia przemiennego na zaciskach badanego urządzenia, wysyłając do oscyloskopu dwa różne sygnały napięciowe. Jeden sygnał, napędzający oś poziomą oscyloskopu, reprezentuje napięcie na dwóch końcach urządzenia. Drugim sygnałem, napędzającym oś pionową oscyloskopu, jest napięcie spadane na rezystor bocznikujący, reprezentujący prąd w urządzeniu. Po ustawieniu oscyloskopu na tryb "XY" wiązka elektronowa śledzi charakterystykę urządzenia.

Na przykład prosty rezystor generowałby ten ekran oscyloskopu:

Rezystor o większej wartości (więcej omów rezystancji) wygenerowałby charakterystyczny wykres o płytszym nachyleniu, reprezentujący mniej prądu dla tej samej ilości przyłożonego napięcia:

Obwody znaczników krzywych znajdują swoją realną wartość w testowaniu elementów półprzewodnikowych, których zachowania napięciowo-prądowe są nieliniowe. Weźmy na przykład tę charakterystykę dla zwykłej diody prostowniczej:

Ślad jest płaski wszędzie na lewo od środka, gdzie przyłożone napięcie jest ujemne, co wskazuje na brak prądu diody, gdy jest on odwrócony. Na prawo od środka ślad ugina się gwałtownie w górę, wskazując wykładniczy prąd diodowy wraz ze wzrastającym napięciem przyłożonym (przesunięte do przodu), tak jak przewiduje to "równanie diody".

Na poniższych siatkach wykreśl krzywą charakterystyczną dla diody, której nie powiodło się zwarcie, a także dla tej, która jest uszkodzona:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Uwagi:

Charakterystyczne krzywe nie są najłatwiejszym pojęciem dla niektórych uczniów, ale są niezwykle pouczające. Mogą one nie tylko zilustrować zachowanie elektryczne urządzenia nieliniowego, ale mogą również służyć do diagnozowania innych, trudnych do zmierzenia błędów. Pozwalając uczniom dowiedzieć się, jak wygląda zwarcie i otwarte krzywe, jest to dobry sposób, aby otworzyć swoje umysły na to narzędzie diagnostyczne i ogólnie na charakter charakterystycznych krzywych.

Chociaż nie jest to oczywiste, jeden z kanałów oscyloskopu musi być "odwrócony", aby krzywa charakterystyki pojawiła się we właściwym kwadrancie (ach) wyświetlacza. Większość oscyloskopów dual-trace ma funkcję "channel invert", która działa dobrze w tym celu. Jeśli włączenie funkcji odwracania kanału na oscyloskopie odwróci niewłaściwą oś, możesz odwrócić połączenia urządzenia testowego do obwodu wskaźnika krzywej, obracając jednocześnie obie osie. Między połączeniami urządzeń cofania i cofaniem jednego kanału oscyloskopu możesz uzyskać krzywą do drukowania w dowolny sposób!

Pytanie 4

W jaki sposób można określić biegunowość diody prostowniczej (której terminalem jest anoda, a która to katoda) od jej fizycznego wyglądu "# 4"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Dam wam wskazówkę: na jednym końcu diody znajduje się pasek (podobny do kolorowego opaski na rezystorze) niż drugi!

Uwagi:

Odpowiedź na to pytanie, jeśli nie znajduje się w książce, można łatwo określić przez bezpośrednie eksperymentowanie. Polecam studentom w miarę możliwości weryfikować informacje o elektronice poprzez eksperymenty i nie polegać wyłącznie na cudzej dokumentacji.

Pytanie 5

Seria diod prostowniczych "1N400x" jest bardzo popularna w aplikacjach o niskim poborze prądu. Przez "1N400x" mam na myśli 1N4001, 1N4002, 1N4003, . . . 1N4007. Tylko jeden parametr różni się między tymi różnymi modelami diodowymi. Jaki to jest parametr i jakie jest jego znaczenie?

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Jedynie odwrotna (lub blokująca ) wartość napięcia różni się pomiędzy tymi modelami diod.

Uwagi:

Pamiętaj, aby zapytać uczniów, gdzie znaleźli informacje na temat tych różnych modeli diod!

Porozmawiaj ze swoimi studentami o znaczeniu tej oceny i dlaczego dana osoba może wybrać diodę 1N4007 dla aplikacji, a nie dla 1N4001, na przykład.

Pytanie 6

Uzupełnij poniższą tabelę wartości dla tego obwodu diody, zakładając typowy spadek napięcia do przodu wynoszący 0, 65 wolta dla diody:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Uwagi:

Poproś uczniów, aby wyjaśnili wszystkie kroki i obliczenia dotyczące rozwiązania tego problemu, aby wraz z kolegami z klasy badać procesy rozwiązywania problemów na otwartym i konstruktywnym forum.

Pytanie 7

Uzupełnij poniższą tabelę wartości dla tego obwodu diody, zakładając typowy spadek napięcia na przewodzie o wartości 0, 72 wolta dla diody:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Uwagi:

Poproś uczniów, aby wyjaśnili wszystkie kroki i obliczenia dotyczące rozwiązania tego problemu, aby wraz z kolegami z klasy badać procesy rozwiązywania problemów na otwartym i konstruktywnym forum.

Pytanie 8

Przewidzieć, w jaki sposób wszystkie napięcia i prądy składowe w tym obwodzie będą miały wpływ na następujące błędy. Rozważ każdą awarię niezależnie (tj. Pojedynczo, bez wielu błędów):

Dioda D 1 nie działa poprawnie:
Dioda D 1 nie jest zwarta:
Rezystor R1 nie działa poprawnie:
Mostek lutowniczy (krótki) obok rezystora R 1 :

W przypadku każdego z tych warunków należy wyjaśnić, dlaczego wystąpią takie skutki.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Dioda D 1 nie działa poprawnie: brak prądu w obwodzie, brak napięcia na R 1, pełne napięcie źródła na D 1 .
Dioda D 1 nie jest zwarta: Zwiększony prąd w obwodzie, pełne napięcie źródła na R 1, małe napięcie na D1 .
Rezystor R1 jest otwarty: Brak prądu w obwodzie, brak napięcia na D 1, pełne napięcie źródła na R 1 .
Mostek lutowniczy (krótki) w przeszłości rezystor R 1 : Duży prąd w obwodzie, brak napięcia na R 1, pełne napięcie źródła w D 1, D 1 najprawdopodobniej przegrzeje się i zakończy się niepowodzeniem .

Uwagi:

Celem tego pytania jest podejść do dziedziny rozwiązywania problemów z obwodami z perspektywy wiedzy o tym, czym jest usterka, a nie tylko wiedzieć, jakie są objawy. Chociaż nie jest to koniecznie realistyczna perspektywa, pomaga uczniom zbudować podstawową wiedzę niezbędną do zdiagnozowania błędnego obwodu z danych empirycznych. Na takie pytania należy odpowiedzieć (ewentualnie) innymi pytaniami, w których prosi się uczniów o zidentyfikowanie prawdopodobnych usterek na podstawie pomiarów.

Pytanie 9

Przewidzieć, w jaki sposób wszystkie napięcia i prądy składowe w tym obwodzie będą miały wpływ na następujące błędy. Rozważ każdą awarię niezależnie (tj. Pojedynczo, bez wielu błędów):

Dioda D 1 nie działa poprawnie:
Dioda D 1 nie jest zwarta:
Rezystor R1 nie działa poprawnie:
Rezystor R2 nie działa poprawnie:

W przypadku każdego z tych warunków należy wyjaśnić, dlaczego wystąpią takie skutki.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Dioda D 1 nie działa poprawnie: brak prądu w obwodzie, brak napięcia na R 1, brak napięcia na R 2, pełne napięcie źródła na D 1 .
Dioda D 1 nie jest zwarta: Zwiększony prąd w obwodzie, zwiększone napięcie na R1, zwiększone napięcie na R 2, małe napięcie na D1 .
Rezystancja R1 nie działa w sposób otwarty: brak prądu w obwodzie, brak napięcia na D1, pełne napięcie źródła na R 1, brak napięcia na R 2 .
Rezystor R2 nie działa w sposób otwarty: brak prądu w obwodzie, brak napięcia na D 1, brak napięcia na R 1, pełne napięcie źródła na R 2 .

Uwagi:

Celem tego pytania jest podejść do dziedziny rozwiązywania problemów z obwodami z perspektywy wiedzy o tym, czym jest usterka, a nie tylko wiedzieć, jakie są objawy. Chociaż nie jest to koniecznie realistyczna perspektywa, pomaga uczniom zbudować podstawową wiedzę niezbędną do zdiagnozowania błędnego obwodu z danych empirycznych. Na takie pytania należy odpowiedzieć (ewentualnie) innymi pytaniami, w których prosi się uczniów o zidentyfikowanie prawdopodobnych usterek na podstawie pomiarów.

Pytanie 10

Przewidzieć, w jaki sposób wszystkie napięcia i prądy składowe w tym obwodzie będą miały wpływ na następujące błędy. Rozważ każdą awarię niezależnie (tj. Pojedynczo, bez wielu błędów):

Dioda D 1 nie działa poprawnie:
Dioda D 2 nie działa poprawnie:
Rezystor obciążenia nie działa:
Uzwojenie pierwotne transformatora T 1 nie działa poprawnie:

W przypadku każdego z tych warunków należy wyjaśnić, dlaczego wystąpią takie skutki.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Dioda D 1 nie działa poprawnie: rezystor obciążający otrzymuje moc rektyfikowaną półfalą zamiast pełnookresowej, więcej napięcia na D 1 .
Dioda D 2 nie działa poprawnie: rezystor obciążający otrzymuje moc rektyfikowaną półfalą zamiast pełnookresowej, wyższe napięcie na D2 .
Rezystor obciążenia nie działa: brak prądu po stronie wtórnej obiegu, mały prąd po stronie pierwotnej obwodu, brak spadku napięcia na D1 lub D2 .
Zerwanie uzwojenia pierwotnego transformatora T 1 nie powiódł się: brak prądu lub napięcia po stronie wtórnej obiegu, brak prądu po stronie pierwotnej obwodu .

Uwagi:

Celem tego pytania jest podejść do dziedziny rozwiązywania problemów z obwodami z perspektywy wiedzy o tym, czym jest usterka, a nie tylko wiedzieć, jakie są objawy. Chociaż nie jest to koniecznie realistyczna perspektywa, pomaga uczniom zbudować podstawową wiedzę niezbędną do zdiagnozowania błędnego obwodu z danych empirycznych. Na takie pytania należy odpowiedzieć (ewentualnie) innymi pytaniami, w których prosi się uczniów o zidentyfikowanie prawdopodobnych usterek na podstawie pomiarów.

Pytanie 11

Ważnym parametrem dla wielu elementów półprzewodnikowych jest opór cieplny, zwykle określany w jednostkach stopni Celsjusza na wat. Co oznacza ta ocena i jak jest ona związana z temperaturą "# 11"> Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

"Opór cieplny" jest miarą różnicy ciepła wymaganej dla składnika półprzewodnikowego w celu rozproszenia określonej ilości mocy.

Uwagi:

Omów naturę ciepła z uczniami: temperatura różniczkowa (ΔT) jest wymagana do przeniesienia ciepła przez medium takie jak ciało stałe. Porównaj to zjawisko z różnicami potencjału elektrycznego (E) i prądu elektrycznego (I). W jaki sposób możemy wyrazić zdolność przewodnika elektrycznego do przenoszenia ładunku pod wpływem potencjalnej różnicy?

Zapytaj uczniów, jakie to ma znaczenie, czy element półprzewodnikowy ma wysoką lub niską odporność termiczną. Co jest idealne dla urządzenia półprzewodnikowego, wysokiej odporności termicznej lub niskiej odporności termicznej? Czemu?

Pytanie 12

Diody prostownicze, podobnie jak wiele innych typów elementów półprzewodnikowych, powinny być redukowane w podwyższonych temperaturach otoczenia. Karty techniczne często dostarczają "krzywe obniżania", które określają maksymalny prąd dla zakresu temperatur otoczenia.

Wyjaśnij, czym jest "obniżanie wartości" i dlaczego jest tak ważny dla urządzeń półprzewodnikowych.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

"Obniżenie wartości" oznacza obniżenie maksymalnej mocy znamionowej podzespołu w odpowiedzi na zmiany innych czynników wpływających na działanie podzespołu.

Uwagi:

Porozmawiaj ze swoimi uczniami, dlaczego temperatura jest tak ważnym czynnikiem w działaniu podzespołów półprzewodnikowych. Co dzieje się z łącznikiem półprzewodnikowym, gdy jest podgrzewany? Co może się zdarzyć, jeśli jest zbyt gorąco?

Pytanie 13

Opisz działanie tego obwodu testowego diody:

Zidentyfikuj, co będą robić obie diody LED (LED) podczas testowania tych trzech typów diod:

Dobra dioda
Dioda nie została zwarta
Dioda nieudana
Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Dobra dioda: świeci jedna dioda LED
Dioda nie została zwarta: obie diody zapalone
Dioda nieudana: brak świecenia diody

Pytanie o wyzwanie: ten obwód nie tylko wykrywa obecność dobrej diody, ale ma również zdolność do identyfikacji biegunowości diody (która to końcówka jest katodą, a która zaciskiem jest anodą). Wyjaśnij, w jaki sposób obwód jest w stanie to zrobić.

Uwagi:

Ten prosty, ale pomysłowy obwód (nie mój projekt, aby nie myśleć, że jestem zarozumiały) służy do zilustrowania zachowania prostującego diody i stanowi potencjalny projekt dla studentów do budowania i testowania.

Pytanie 14

Przydatnym elementem wyposażenia testowego do elementów półprzewodnikowych jest wskaźnik krzywej, wykorzystywany do tworzenia wykresów prądu / napięcia dla badanego elementu. Wykresy są zwykle wyświetlane na ekranie oscyloskopu. Oto bardzo prosty obwód wskaźnika krzywej, zaprojektowany do użycia z oscyloskopem w trybie XY:

Opisz, jaki rodzaj śladu byłby narysowany przez ten obwód na ekranie oscyloskopu, gdyby testowany był rezystor . Następnie pokaż ślad dla zwykłej diody prostowniczej.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Pytanie dotyczące wyzwania: czy ma znaczenie, czy napięcie źródła prądu przemiennego dla tego obwodu jest idealnie sinusoidalne "uwagi ukryte"> Uwagi:

W tym pytaniu jest wiele do omówienia. Na uwagę zasługuje nie tylko koncepcja "śledzenia krzywych", ale również właściwa operacja tego obwodu jest warta zbadania. Powodem, dla którego poprosiłem studentów o określenie "krzywej" dla rezystora było wprowadzenie ich w ideę wykresu funkcji prądu / napięcia komponentu, a także umożliwienie im analizy obwodu z testowanym składnikiem bardziej liniowym niż półprzewodnikiem.

Ważnym pytaniem jest tutaj, dlaczego kanał Y oscyloskopu musi zostać odwrócony, aby uzyskać przedstawione wykresy. Jak wyglądałyby wykresy, gdyby kanał nie był odwrócony?

Pytanie o wyzwanie może zostać zmienione, ponieważ waves kształt fali napięcia wzbudzenia ma krytyczne znaczenie dla uzyskania dokładnej krzywej? "Jednym ze sposobów zademonstrowania tego jest użycie generatora funkcji jako źródła napięcia wzbudzenia (transformator może być niezbędny do odizolowania ziemi generatora funkcji od oscyloskopem!) i wypróbować różne kształty fal, obserwując odpowiedzi na ekranie oscyloskopu.

Pytanie 15

Załóżmy, że mamy aplikację, w której generator prądu stałego dostarcza energię do ładowania baterii wtórnej:

Jedynym problemem związanym z tą konfiguracją jest to, że generator próbuje działać jak silnik, gdy silnik obracający jest wyłączony, pobierając moc z akumulatora i rozładowując go. Jak możemy użyć diody prostowniczej, aby temu zapobiec "# 15"> Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Uwagi:

To pytanie stanowi dobrą okazję do sprawdzenia kierunku przepływu prądu przez akumulator podczas ładowania w porównaniu do rozładowania. Pokazuje również sposób, w jaki możemy zapobiec generowaniu przez silnik "motoryzacji" bez konieczności korzystania z przekaźnika odwrotnego prądu.

Pytanie 16

Co mógłbyś zrobić, gdybyś miał aplikację na diodę prostowniczą, która wymagałaby prądu znamionowego o wartości 2, 5 ampera, ale miałeś tylko diody modelu 1N4001, by użyć "# 16"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Użyj trzech diod 1N4001 podłączonych równolegle, takich jak to:

Pytanie uzupełniające: podczas gdy to rozwiązanie powinno działać (teoretycznie), w praktyce jedna lub więcej diod ulegnie przedwczesnej awarii z powodu przegrzania. Rozwiązaniem tego problemu jest połączenie rezystorów "bagiennych" szeregowo z takimi diodami:

Wyjaśnij, dlaczego te rezystory są niezbędne do zapewnienia długiej żywotności diody w tym zastosowaniu.

Uwagi:

Odpowiedź na to pytanie nie powinna stanowić większego wyzwania dla twoich uczniów, chociaż pytanie uzupełniające jest nieco trudne. Zapytaj uczniów, w jakim celu służą rezystory tłumiące. Co wiemy o przepływie prądu przez diody, jeśli jeden lub więcej z nich ulegnie awarii z powodu przegrzania bez rezystorów tłumiących "panel panelu roboczego - domyślnie" itemscope>

Pytanie 17

Załóżmy, że budujesz prosty obwód prostownika półfalowego dla 480-woltowego źródła prądu przemiennego. Dioda musi wytrzymać pełne (szczytowe) napięcie tego źródła prądu zmiennego co drugi półokres fali, inaczej zadziała. Zła wiadomość jest taka, że ​​jedynymi dostępnymi diodami do budowy tego prostownika są diody 1N4002 modelu.

Opisz, w jaki sposób można użyć wielu diod prostowniczych 1N4002, aby obsłużyć tak dużo odwrotnego napięcia.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Użyj siedmiu diod 1N4002 połączonych szeregowo, takich jak to:

Pytanie uzupełniające: podczas gdy to rozwiązanie powinno działać (teoretycznie), w praktyce jedna lub więcej diod ulegnie przedwcześnie awarii z powodu przepięcia. Rozwiązaniem tego problemu jest połączenie rezystorów "dzielnikowych" równolegle z diodami:

Wyjaśnij, dlaczego te rezystory są niezbędne do zapewnienia długiej żywotności diody w tym zastosowaniu.

Uwagi:

Odpowiedź na to pytanie nie powinna stanowić większego wyzwania dla twoich uczniów, chociaż pytanie uzupełniające jest nieco trudne. Zapytaj uczniów, w jakim celu służą rezystory dzielnikowe. Co wiemy o spadku napięcia na diodach, jeśli jedno lub więcej z nich ulegnie awarii bez obecności rezystorów dzielnika w miejscu "panel z panelem roboczym panel domyślny" itemscope>

Pytanie 18

Jaki parametr wydajności diody określa granicę maksymalnej częstotliwości prądu przemiennego, którą może poprawić? Gdybyś miał zbadać arkusz danych diody, jaki parametr (lub parametry) byłby najważniejszy w odpowiadaniu na to pytanie?

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Odwrotny czas regeneracji (t rr ) jest bardzo ważnym parametrem ograniczającym maksymalną częstotliwość prostowania. Pojemność złącza (C j ) to kolejna.

Uwagi:

Poproś uczniów, aby opisali "idealne" wartości rr i Cj dla diody z nieograniczoną szerokością pasma prostowniczego.

Pytanie 19

Znajdź jedną lub dwie prawdziwe diody i przynieś je ze sobą na zajęcia do dyskusji. Zidentyfikuj przed dyskusją jak najwięcej informacji na temat diod:

Polaryzacja (którego terminalem jest katoda, a która jest anodą)
Spadek napięcia w przód
Ciągła ocena prądu
Prąd znamionowy udarności
Ciągła moc znamionowa
Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Jeśli to możliwe, znajdź arkusz danych producenta dla twoich komponentów (lub przynajmniej arkusz danych dla podobnego komponentu), aby porozmawiać z kolegami z klasy.

Przygotuj się, aby udowodnić spadek napięcia diody w klasie za pomocą multimetru!

Uwagi:

Celem tego pytania jest doprowadzenie uczniów do kinestetycznej interakcji z tematem. To może wydawać się głupie, gdy uczniowie angażują się w ćwiczenia "pokaż i powiedz", ale odkryłem, że takie działania bardzo pomagają niektórym uczniom. Dla tych uczących się, którzy mają kinestetyczny charakter, bardzo pomocne jest dotknięcie prawdziwych elementów podczas uczenia się o ich funkcji. Oczywiście to pytanie stanowi także doskonałą okazję do ćwiczenia interpretacji oznaczeń elementów, korzystania z multimetru, kart z danymi dostępowymi itp.

  • ← Poprzedni arkusz roboczy

  • Indeks arkusza roboczego

  • Następny arkusz roboczy →