Apa peran yang dimainkan dioda ini?

11

Saya baru saja membeli kit Arduino Uno, dan saya akan melalui semua proyek dalam buklet yang disertakan dengan kit. Bahkan dari rangkaian LED dan resistor paling sederhana, untuk merasakan papan Arduino, papan tempat memotong roti, dan untuk menghilangkan debu pengetahuan elektronik saya yang sudah tidak digunakan selama 30 tahun. Perlu debu.

Salah satu sirkuit hanya untuk mendemonstrasikan perpindahan daya menggunakan motor dan transistor NPN. Saya memahami setiap aspek dari cuicuits paling mendasar ini kecuali untuk fungsi dioda, yang sejauh yang saya tahu, tidak memainkan peran dalam operasi rangkaian. Itu pasti ada karena suatu alasan, jadi pertanyaan saya adalah: apa alasannya?

masukkan deskripsi gambar di sini

transistors motor diodes basic ProfK
sumber
FYI, ini adalah transistor NPN.
user253751
@immibis Terima kasih, saya tahu itu, tetapi pengetikan saya tentang elektronik sepertinya berkarat seperti pengetahuan saya tentang itu.
ProfK

Jawaban:

15

Dioda ini untuk mengatasi semua EMF-belakang yang disebabkan ketika motor dimatikan. Secara umum, ketika seseorang memiliki beban induktif seperti motor, atau solenoid elektromagnet, ketika Anda menyalakannya, akan ada penurunan awal dalam arus, karena beberapa arus akan bertindak untuk membentuk medan magnet di sekitar koil. Sebaliknya, ketika dimatikan, medan magnet yang telah dibuat ini harus menghilang. Ketika tidak ada dioda EMF-belakang di tempat, jalan akan melalui BJT, yang hampir pasti akan merusaknya, atau mungkin komponen lain tergantung pada rangkaian.

Adapun polaritas dioda itu sendiri, ketika melewati arus melalui satu cara, Anda menghasilkan bidang ke arah masing-masing. Ketika Anda menghentikan sumbernya, bidang itu runtuh kembali ke posisi "istirahat", yang berarti arus akan mengalir ke arah lain untuk sementara waktu.

Semua beban reaktif (kapasitif dan induktif) memiliki karakteristik "penyimpanan" semacam ini yang perlu diperhitungkan dalam desain, sebagai pengecualian adalah beban resistif. Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang persamaan yang mengatur dan semacamnya, wikipedia adalah tempat yang baik untuk memulai, atau untuk membaca yang baik, cobalah "The Art of Electronics", Horowitz and Hill, edisi ke-3.

Thefoilist
sumber
1
Kapasitor tidak menghasilkan kickback Tegangan Tinggi yang merusak.
analogsystemsrf
5
Kapasitor dapat menghasilkan lonjakan arus yang menurut saya merupakan dual dari kickback induktif.
user253751
1
@ analogsystemsrf sih ya mereka lakukan ,. Kapasitor besar yang bertindak sebagai Filter Input pada konverter Ac ke DC akan menciptakan arus hingga 100 kali arus sirkit pengenal maksimum sebagai kapasitor mengisi secara instan karena I = C (dV / dT) dan pendekatan dT 0 pada saat dihidupkan. dV akan menjadi terbesar ketika Tegangan Listrik AC pada 90 derajat. Arus masuk dari induktansi diri transformator pada AC / DC Converter berada di persimpangan 0 karena perubahan fluks magnet terbesar karena bentuk gelombang saat ini adalah 0
Danny Sebahar
inilah sebabnya saya mengatakan semua komponen reaktif ... walaupun, jika dipikirkan lebih lanjut, mungkin ada dinamika lain dalam permainan yang memperumit banyak hal, terutama dalam sistem elektromekanis seperti ini. Misalkan roda gila terpasang pada poros motor. Arus lonjakan awal tidak akan lebih tinggi untuk memperhitungkan perubahan inersia, dan akan ada periode setelah beralih di mana motor bertindak sebagai generator, yang mengasumsikan motor DC brushed standar akan menghasilkan sesuatu yang mirip dengan output AC diperbaiki.
Thefoilist
7

Motor adalah BEBAN INDUKTIF.

Karena Hukum Induksi Faraday yang menyatakan bahwa waktu yang berubah-ubah / mengubah arus menciptakan medan magnet dengan besaran yang berbanding lurus dengan perubahan arus melalui konduktor dari waktu ke waktu dan (sebanyak ada simetri dalam fisika) medan magnet yang berubah menciptakan listrik medan (perbedaan tegangan) yang mengelilingi konduktor yang bermanifestasi sebagai oposisi terhadap perubahan arus yang menciptakan medan magnet. Hal ini disebabkan oleh Hukum Lenz yang melengkapi Formula Faraday untuk Induksi elektromagnetik di mana gaya gerak-elektro diciptakan sama dengan laju perubahan medan magnet dari waktu ke waktu (yang disebabkan oleh perubahan aliran arus.

Hukum Faraday: back-EMF = (-1) dB / dt N di mana back-EMF adalah potensial tegangan berlawanan dengan aliran arus menciptakan resistensi untuk berubah, "-1" adalah Hukum Lenz, "dB" adalah perubahan dalam fluks magnet , dan "dT" adalah periode waktu di mana perubahan diukur, dan N adalah berapa banyak gulungan kawat dalam medan listrik yang berubah.

Motor Anda induktif karena banyaknya gulungan kawat. Ketika dijalankan secara perlahan mendapatkan kecepatan bukannya langsung pada kecepatan tinggi karena hukum Lenz membuat back-EMF menahan perubahan dalam aliran saat ini sampai aliran saat ini tidak lagi berubah dan pada maksimum. Sekarang ada energi yang tersimpan di medan magnet yang sesuai. Ketika Anda mematikan motor itu masih akan berputar dan sekarang alih-alih mengkonsumsi daya itu menghasilkan daya. Kembali asli EMF mengalir ke arah pasokan tetapi sekarang ketika motor melambat induktansi akan menahan perubahan arus dan akan memaksa arus mengalir ke depan dan ke kolektor transistor.

Karena arus adalah aliran elektron, elektron harus berasal dari suatu tempat. Transistor Anda menghubungkan motor ke GROUND tempat sumber elektron awalnya. Elektron yang "digerakkan" oleh gaya gerak-elektro yang diinduksi oleh medan magnet yang runtuh akan berkumpul di kolektor transistor tanpa dioda dan harus bersumber dari Catu Daya Anda yang tidak akan seperti itu. Dengan dioda memberikan jalur pengembalian untuk EMF itu akan menghilang melalui dioda dan motor setelah beberapa loop melewatinya.

Jadi, fly back diode memungkinkan jalur untuk elektron mengalir di sekitar motor dan tidak ke catu daya atau transistor (menyebabkan potensi kerusakan), yang diciptakan oleh induksi sendiri dalam gulungan motor ketika dimatikan dan disebabkan oleh perubahan mendadak pada saat ini ke nol.

Danny Sebahar
sumber
2
Kolom yang berubah tidak membuat elektron. Itu menyebabkan elektron yang ada bergerak.
JRE
@ JRE Apakah Anda mengedit posting, saya tidak tahu mengapa saya akan mengatakan bahwa Hukum Induksi Faraday "menciptakan" elektron. Itu tidak menciptakan dan medan listrik yang perbedaan potensial tegangan antara ke titik dan jika dua titik terletak pada jalur kontinu bahan konduktif maka arus terbentuk. Tapi ya, Elektron tidak pernah dibuat atau dihancurkan karena kekekalan energi (saya tahu bahwa elektron dapat, untuk jumlah yang sangat kecil, berubah menjadi konstituen subatomiknya dalam akselerator partikel atau super nova, jadi maksud saya elektron mengikuti konservasi dari energi dengan tanda bintang
Danny Sebahar
Saya mengeditnya, tetapi tidak mengubah bagian tentang elektron yang sedang dibuat. Saya perhatikan saat mengedit. Anda dapat melihat perubahannya, dan Anda akan melihat bahwa saya tidak mengubahnya. Saya mengubah kapitalisasi dan beberapa apostrph.
JRE