Kommutierende Diode

TEILE UND MATERIALIEN

• 6-Volt-Batterie
• Netztransformator, 120 VAC Abstufung auf 12 VAC (Radio Shack Katalog # 273-1365, 273-1352 oder 273-1511).
• Eine 1N4001 Gleichrichterdiode (Radio Shack Katalog Nr. 276-1101)
• Eine Neonlampe (Radio Shack Katalog # 272-1102)
• Zwei Kippschalter, SPST ("Single-Pole, Single-Throw")

Ein Leistungstransformator ist vorgeschrieben, aber jede eisenbehaftete Induktivität reicht aus, sogar die selbstgebaute Induktivität oder der Transformator aus dem Kapitel AC-Experimente! Die Diode muss kein exaktes Modell 1N4001 sein. Alle Gleichrichterdioden der Serie „1N400X“ sind für diese Aufgabe geeignet und recht einfach zu beschaffen. Ich empfehle Haushaltslichtschalter wegen ihrer geringen Kosten und Haltbarkeit.

QUERVERWEISE

Lektionen in Stromkreisen , Band 1, Kapitel 16:„RC- und L/R-Zeitkonstanten“

Lektionen in Stromkreisen , Band 3, Kapitel 3:„Dioden und Gleichrichter“

LERNZIELE

• Überprüfe den induktiven „Kickback“
• Erfahren Sie, wie Sie einen Rückschlag mit einer Diode unterdrücken

SCHEMATISCHES DIAGRAMM

ILLUSTRATION

ANLEITUNG

Achten Sie beim Zusammenbau der Schaltung sehr auf die Ausrichtung der Diode. Das Kathodenende der Diode (das mit einem einzelnen Band markierte Ende) muss der positiven (+) Seite der Batterie zugewandt sein.

Die Diode sollte in Sperrrichtung vorgespannt und nicht leitend sein, wenn sich der Schalter Nr. 1 in der „Ein“-Position befindet. Verwenden Sie die Hochspannungswicklung (120 V) des Transformators für die Induktorspule.

Die Primärwicklung eines Abwärtstransformators hat eine größere Induktivität als die Sekundärwicklung und ergibt einen größeren Lampenblitzeffekt. Stellen Sie den Schalter Nr. 2 auf die Position „Aus“. Dadurch wird die Diode vom Stromkreis getrennt, sodass sie keine Wirkung hat.

Schließen und öffnen Sie den Schalter Nr. 1 schnell (ein- und wieder ausschalten). Wenn dieser Schalter geöffnet wird, blinkt die Neonlampe aufgrund des induktiven „Rückschlags“. Ein schneller Stromabfall, der durch das Öffnen des Schalters verursacht wird, führt dazu, dass die Induktivität einen großen Spannungsabfall erzeugt, wenn sie versucht, den Strom auf der gleichen Größe und in die gleiche Richtung zu halten.

Induktiver Rückschlag ist schädlich für Schaltkontakte, da er beim Öffnen übermäßigen Lichtbogen verursacht. In dieser Schaltung verringert die Neonlampe die Wirkung tatsächlich, indem sie beim Öffnen des Schalters einen alternativen Strompfad für den Strom der Induktivität bereitstellt und die gespeicherte Energie der Induktivität in Form von Licht und Wärme harmlos ableitet.

Es fällt jedoch immer noch eine ziemlich hohe Spannung an den Öffnungskontakten des Schalters Nr. 1 ab, was eine übermäßige Lichtbogenbildung und eine verkürzte Schalterlebensdauer verursacht. Wenn Schalter Nr. 2 geschlossen (eingeschaltet) ist, ist die Diode jetzt ein Teil des Stromkreises.

Schließen und öffnen Sie Schalter Nr. 1 schnell und beachten Sie den Unterschied im Schaltungsverhalten. Diesmal blinkt die Neonlampe nicht.

Schließen Sie ein Voltmeter an den Induktor an, um zu überprüfen, ob der Induktor bei geschlossenem Schalter Nr. 1 immer noch die volle Batteriespannung erhält. Wenn das Voltmeter bei eingeschaltetem Schalter Nr. 1 nur eine geringe Spannung registriert, ist die Diode wahrscheinlich nach hinten geschaltet, was einen Kurzschluss verursacht.

VERWANDTES ARBEITSBLATT:

• Arbeitsblatt für verschiedene Diodenanwendungen