5.2: Diodo de conmutación
- Page ID
- 155243
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
PARTES Y MATERIALES
- Batería de 6 voltios
- Transformador de potencia, reductor de 120VCA a 12VCA (Catálogo Radio Shack # 273-1365, 273-1352 o 273-1511).
- Un diodo rectificador 1N4001 (Radio Shack catálogo # 276-1101)
- Una lámpara de neón (Radio Shack catálogo # 272-1102)
- Dos interruptores de palanca, SPST (“Single-Pole, Single-Throw”)
Se especifica un transformador de potencia, pero cualquier inductor de núcleo de hierro será suficiente, ¡incluso el inductor o transformador casero del capítulo de experimentos de CA!
El diodo no necesita ser un modelo exacto 1N4001. Cualquiera de la serie “1N400X” de diodos rectificadores son adecuados para la tarea, y son bastante fáciles de obtener.
Recomiendo interruptores de luz domésticos por su bajo costo y durabilidad.
Referencias cruzadas
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 1, capítulo 16: “Constantes de Tiempo RC y L/R”
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 3, Capítulo 3: “Diodos y Rectificadores”
Objetivos de aprendizaje
- Revisar “contragolpe” inductivo
- Aprende a suprimir el “contragolpe” usando un diodo
Diagrama esquemático
Ilustracion
Instrucciones
Al ensamblar el circuito, tenga mucho cuidado con la orientación del diodo. El extremo del cátodo del diodo (el extremo marcado con una sola banda) debe estar orientado hacia el lado positivo (+) de la batería. El diodo debe ser polarizado inverso y no conductor con el interruptor #1 en la posición “on”. Utilice el devanado de alto voltaje (120 V) del transformador para la bobina del inductor. El devanado primario de un transformador reductor tiene más inductancia que el devanado secundario y dará un mayor efecto de parpadeo de lámpara.
Coloque el interruptor #2 en la posición “off”. Esto desconecta el diodo del circuito para que no tenga ningún efecto. Cierre y abra rápidamente (encienda “” y luego “apague”) el interruptor #1. Cuando se abre ese interruptor, la bombilla de neón parpadeará por el efecto del “contragolpe” inductivo. La rápida disminución de corriente causada por la apertura del interruptor hace que el inductor cree una gran caída de voltaje ya que intenta mantener la corriente en la misma magnitud y yendo en la misma dirección.
El contragolpe inductivo es perjudicial para los contactos del interruptor, ya que causa un arco excesivo cada vez que se abren. En este circuito, la lámpara de neón realmente disminuye el efecto al proporcionar una ruta de corriente alterna para la corriente del inductor cuando se abre el interruptor, disipando la energía almacenada del inductor sin daño en forma de luz y calor. Sin embargo, todavía hay una caída de voltaje bastante alta a través de los contactos de apertura del interruptor #1, lo que provoca arcos indebidos y una vida útil acortada del interruptor.
Si el interruptor #2 está cerrado (encendido), el diodo ahora será parte del circuito. Cierre y abra rápidamente el interruptor #1 nuevamente, observando la diferencia en el comportamiento del circuito. Esta vez, la lámpara de neón no parpadea. Conecte un voltímetro a través del inductor para verificar que el inductor aún esté recibiendo voltaje completo de la batería con el interruptor #1 cerrado. Si el voltímetro registra solo una pequeña tensión con el interruptor #1 “encendido”, el diodo probablemente esté conectado hacia atrás, creando un cortocircuito.