Diverse diodeapplikationer

Diverse - Certified (With Lyrics) (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Diverse diodeapplikationer

Diskrete halvleder enheder og kredsløb


Spørgsmål 1

Lad ikke bare sidde der! Byg noget !!

At lære at matematisk analysere kredsløb kræver meget undersøgelse og praksis. Normalt praktiserer eleverne ved at arbejde igennem masser af prøveproblemer og kontrollere deres svar mod dem fra lærebogen eller instruktøren. Mens dette er godt, er der en meget bedre måde.

Du vil lære meget mere ved faktisk at opbygge og analysere rigtige kredsløb, så din testudstyr giver svarene "i stedet for en bog eller en anden person. Følg disse trin for succesfulde øvelser i kredsløbsopbygning:

  1. Mål og registrer omhyggeligt alle komponentværdier forud for kredsløbskonstruktionen, og vælg modstandsværdier, der er høje nok til at skade eventuelle aktive komponenter usandsynligt.
  2. Tegn skematisk diagram for kredsløbet, der skal analyseres.
  3. Opbyg forsigtigt dette kredsløb på et brødbræt eller andet passende medium.
  4. Kontroller nøjagtigheden af ​​kredsløbets konstruktion, efter hver ledning til hvert forbindelsessted, og kontroller disse elementer en for en på diagrammet.
  5. Matematisk analysere kredsløbet, løse for alle spændings- og strømværdier.
  6. Mål forsigtigt alle spændinger og strømme for at kontrollere nøjagtigheden af ​​din analyse.
  7. Hvis der er væsentlige fejl (mere end et par procent), skal du kontrollere dit kredsløbs konstruktion grundigt på diagrammet, og genkalder derefter værdierne og genmåles omhyggeligt.

Når elever først lærer om halvlederindretninger, og som mest sandsynligt vil beskadige dem ved at foretage ukorrekte forbindelser i deres kredsløb, anbefaler jeg, at de eksperimenterer med store komponenter med høj wattage (1N4001 rectifying dioder, TO-220 eller TO-3-tilfælde strømtransistorer, osv.), og ved brug af tørcelle batterikilder snarere end en strømforsyning. Dette mindsker sandsynligheden for komponentskader.

Som sædvanlig, undgå meget høje og meget lave modstand værdier for at undgå målefejl forårsaget af meter "loading" (i den høje ende) og for at undgå transistor udbrænding (i den lave ende). Jeg anbefaler modstande mellem 1 kΩ og 100 kΩ.

En måde du kan spare tid på og reducere muligheden for fejl er at begynde med et meget simpelt kredsløb og trinvis tilføje komponenter for at øge dens kompleksitet efter hver analyse, i stedet for at opbygge et helt nyt kredsløb for hvert øvelsesproblem. En anden tidsbesparende teknik er at genbruge de samme komponenter i en række forskellige kredsløbskonfigurationer. På den måde må du ikke måle en komponents værdi mere end én gang.

Reveal svar Skjul svar

Lad elektronerne selv give dig svarene på dine egne "praksisproblemer"!

Bemærkninger:

Det har været min erfaring, at eleverne kræver meget praksis med kredsløbsanalyse at blive dygtige. Til dette formål giver instruktører normalt deres elever mange øvelsesproblemer til at arbejde igennem og giver svar til, at eleverne tjekker deres arbejde imod. Mens denne tilgang gør eleverne dygtige i kredsløbsteori, undlader det at uddanne dem fuldt ud.

Studerende behøver ikke bare matematisk praksis. De har også brug for rigtige, praktisk praktiske bygningskredsløb og brug af testudstyr. Så jeg foreslår følgende alternative tilgang: eleverne skal bygge deres egne "praksisproblemer" med virkelige komponenter og forsøge at matematisk forudsige forskellige spændings- og aktuelle værdier. På den måde kommer den matematiske teori "levende", og de studerende får praktisk færdighed, de ikke ville vinde ved blot at løse ligninger.

En anden grund til at følge denne fremgangsmåde er at lære eleverne videnskabelig metode : processen med at teste en hypotese (i dette tilfælde matematiske forudsigelser) ved at udføre et rigtigt eksperiment. Studerende vil også udvikle rigtige fejlfindingskompetencer, da de lejlighedsvis laver kredsløbsbyggeri fejl.

Tilbring et par øjeblikke med din klasse for at gennemgå nogle af de "regler" for bygningskredsløb, før de begynder. Diskuter disse spørgsmål med dine elever på samme socratiske måde, som du normalt vil diskutere arbejdsarkets spørgsmål, snarere end blot at fortælle dem, hvad de burde og ikke burde gøre. Jeg ophører aldrig med at blive overrasket over, hvor dårlige eleverne får fat i instruktioner, når de præsenteres i et typisk foredrag (instruktørmonolog) format!

En note til de instruktører, der kan klage over den "spildte" tid, der kræves for at få eleverne til at opbygge virkelige kredsløb i stedet for bare at matematisk analysere teoretiske kredsløb:

Hvad er formålet med eleverne, der tager dit kursus? Panelarkontrolpanelets standardpanel?

Spørgsmål 2

En tekniker bygger sit eget lydtestsæt til brug ved fejlsøgning af lyd-elektroniske kredsløb. Prøvesættet er i det væsentlige en følsom detektor, der tillader lydkvalitetssignaler at blive hørt:

Hvilket formål tjener de to dioder i dette kredsløb "# 2"> Reveal svar Skjul svar

Diodene tjener til at beskytte lytteren fra meget høje volumener, ved en utilsigtet tilslutning til en stor spændingskilde.

Review spørgsmål: Formålet med transformeren er at øge den effektive impedans af hovedtelefonerne, fra 8 Ω til en meget større værdi. Beregn denne større værdi, givet et transformator svingforhold på 22: 1.

Bemærkninger:

Mit første møde med denne applikation af dioder kom, da jeg var ret ung, lodning sammen et kit multimeter. Jeg var meget forvirret, hvorfor målerbevægelsen havde to dioder forbundet med den parallelt som denne. Alt hvad jeg vidste om dioder på det tidspunkt var, at de fungerede som envejsventiler til elektricitet. Jeg forstod ikke, at de havde et betydeligt fremadspændingsfald, hvilket er nøglen til at forstå, hvordan de arbejder i applikationer som dette. Selvom dette kan synes at være en temmelig uortodoks brug af dioder, er det faktisk temmelig almindeligt.

I øvrigt anbefaler jeg stærkt, at eleverne opbygger et sådant lydprøvesæt til deres egne eksperimentelle formål. Selv uden forstærker er dette instrument utroligt følsomt. En billig 120 volt / 6 volt nedstrømstransformator fungerer godt som en impedans-matchende transformer og er isoleret nok til at give en god sikkerhedsmargin (elektrisk isolering) til de fleste applikationer. En gammel transformator til mikrobølgeovn fungerer endnu bedre (når den bruges i en trin-down konfiguration), hvilket giver flere tusinde volt isolation mellem primære og sekundære viklinger.

Kredsløbet arbejder endda for at detektere DC-signaler og vekselstrømssignaler med frekvenser ud over lydområdet. Ved at lave og bryde kontakt med testproben (s), vil "skrabe" lyde blive produceret, hvis der er et signal af tilstrækkelig størrelse. Med mine billige "Radio Shack" lukkede hovedtelefoner kan jeg pålideligt registrere DC-strømme på mindre end 0, 1 μA med min detektor! Din kilometertal kan variere afhængigt af hvor god din hørelse er, og hvor følsom din hovedtelefon er.

Jeg har brugt min egen lyd detektor mange gange i stedet for et oscilloskop til at detektere forvrængning i lydkredsløb (meget grove vurderinger, husk dig, ikke præcision) og endda som en detektor af jævnspænding (detektering af den solcelleudgangsspænding af en regelmæssig LED). Den kan bruges som et følsomt "null" -instrument i både AC- og DC-brokredsløb (igen kræver DC-detektion at du laver og bryder kontakten med kredsløbet, lytter efter "klik" eller "ridset" lyde i hovedtelefonerne).

En anden sjov ting at gøre med denne detektor er at forbinde den til en åben ledningspole og "lytte" til AC-magnetfelter. Placer en sådan spole i nærheden af ​​en harddisk på arbejdscomputeren, og du kan høre læse / skrivehoved servos i aktion!

Hvis det ikke allerede er klart for dig, er jeg meget begejstret for potentialet i dette kredsløb for elevernes engagement og læring. . .

Spørgsmål 3

Når trykknappen aktiveres i dette kredsløb, aktiverer magnetventilen:

Det eneste problem med dette enkle kredsløb er, at kontakten kontakter lider af omfattende bue forårsaget hver gang solenoiden er deaktiveret. En måde at bekæmpe denne vævning på er imidlertid at forbinde en almindelig retableringsdiode parallelt med solenoiden som denne:

Forklar, hvad der forårsager overskydende bøjning ved kontakterne, og hvordan tilstedeværelsen af ​​en diode i kredsløbet fuldstændig eliminerer det.

Reveal svar Skjul svar

Bøjningen er forårsaget af induktive "kickback", og diode forhindrer det ved at tilvejebringe et komplet kredsløb for induktorens strømforsyning til udladning gennem, når kontakten åbnes.

Bemærkninger:

Dette spørgsmål giver en glimrende mulighed for at gennemgå induktorteknikken, især strømretningen og polariteten af ​​spændingen for en induktor ved opladning versus ved afladning. Analyse af dette kredsløb vil blive lettere ved at tegne et skematisk diagram.

Spørgsmål 4

Hvad vil et ammeter (med en indgangsstyrke på 0, 5 Ω) registrere, når den er tilsluttet parallelt med diode i dette kredsløb "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00984x01.png" >

Normalt forbindes ammetere i serie med komponenten, hvis strøm skal måles. I dette tilfælde er en parallel forbindelse imidlertid acceptabel. Forklar hvorfor, og bestem ammeterets aktuelle læsning i dette kredsløb.

Reveal svar Skjul svar

Ammeteret registrerer en strøm på 4 mA.

Bemærkninger:

Et meget vigtigt punkt at spørge dine elever er, hvordan de regnede med målerens indikation. Hvad kredsløbsanalyse teknik brugte de, og hvorfor?

Fremhæv løsningen af ​​dette problem uden at bruge en lommeregner til at lave matematikken. Er dine elever i stand til at bestemme resultatet alene ved skøn? Betyr input-modstandsfaktoren betydeligt i beregningen?

Spørgsmål 5

Antag, at et meget vigtigt stykke elektronisk udstyr (f.eks. Nukleare reaktorkontrolkontroller) skulle leveres med uafbrydelig DC-effekt. Af hensyn til pålidelighed får dette kredsløb sin effekt fra tre (overflødige) jævnspændingskilder:

Det eneste problem med dette scenario er muligheden for, at en af ​​disse strømkilder internt kortslutter. Beskriv, hvad der ville ske, hvis en af ​​de tre DC-strømkilder udviklede en intern kortslutning, og forklar hvordan dette problem kunne undgås ved at placere dioder i kredsløbet.

Reveal svar Skjul svar

Udfordringsspørgsmål: Det ville være rart, hvis der var indikatorlamper i systemet for at advare vedligeholdelsespersonale af en kortsluttet strømforsyning. Er der nogen måde du kan tænke på at placere pærer i dette system et sted, så man vil tænde i tilfælde af strømforsyningsfejl "noter skjult"> Noter:

Diskuter både problemets karakter og løsningen med dine elever. Hvorfor arbejder den foreslåede løsning for at eliminere strømsvigt i tilfælde af kortslutning intern til en af ​​strømkilderne?

Spørgsmål 6

Ved hjælp af en kommuterende diode (til tider kaldet en frihjulsdiode ) for at eliminere kontaktkontaktbue for induktive belastninger i et DC-kredsløb fungerer det godt, men det har en uheldig bivirkning:

Med en diode på plads øges frigivelsestiden for solenoiden målbart. Med andre ord tager det længere tid for solenoiden til helt at de-magnetisere efter at kontakterne har åbnet, end hvis der ikke er nogen diode i kredsløbet.

Forklar hvorfor dette er, og foreslå også en løsning for at minimere magnetens frigivelsestid.

Reveal svar Skjul svar

Tilstedeværelsen af ​​en kommuterende diod øger solenoidens frigivelsestid, fordi L / R-tidskonstanten i deaktiveringskredsløbet gøres langt længere end med ingen diode på plads. Løsningen på dette problem er at reducere L / R-tidskonstanten i afladningskredsløbet (jeg vil lade dig regne ud, hvordan!).

Bemærkninger:

Dette spørgsmål er en god gennemgang af induktortidskonstant teori og udfordrer eleverne til at sætte deres beherskelse af L / R tidskonstant kredsløb til test ved at konstruere en løsning på dette problem.

Når først en løsning er aftalt, spørg dine elever om løsningen introducerer (eller genindfører, alt efter omstændighederne) andre problemer i kredsløbet.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →