Fysik

Hjælp til diode-opgave

01. oktober 2015 af 04mille (Slettet) - Niveau: B-niveau

1) En given diode tåler højst en strømstyrke på 20mA, vi ønsker at serieforbinde 50 af dem til en julelyskæde. Hvor stor en formodstand skal vi bruge for ikke at futte kæden af ved en 230V stikkontakt?

2) Vi vil nu beskytte en diode som højst tåler 50 mA med en modstand med resistansen R. 
a) Lav en graf der viser strømmen gennem R når R = 100 Ω og spændingsfaldet  går fra 0 V til 24 V. 

Håber der er nogen som kan hjælpe!


Brugbart svar (0)

Svar #1
02. oktober 2015 af hesch (Slettet)

2a:  Det gør du i princippet sådan her:

https://www.google.com/search?q=diode+karakteristiek&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAcQ_AUoAWoVChMI-J6Wuq2jyAIVgRAsCh0MTgCo&biw=1920&bih=946#imgrc=aAJFKg2_SytqvM%3A

Den blå graf er diodens karakteristik. Den røde graf er modstandens arbejdslinie, der er tegnet gennem punkterne: ( U ; I ) = ( 3V ; 0A )  og  ( U ; I ) = ( 0V ; 30mA ). Grafen er således tegnet for en 100Ω modstand. ( Den har hældningen 3V / 0.03A = 100Ω ).

Graferne skærer hinanden i P, der er serieforbindelsens arbejdspunkt: ( U ; I ) ≈ ( 0.9V ; 21mA ).

Sådan gør man det, men du må finde en karakteristik for din diode og tegne en arbejdslinie efter opgavens oplysninger.

Det samme gælder i princippet for opgave 1), men man kan jo ikke sende vekselstrøm gennem en lysdiode. Der må være indbygget en ensretter i julelyskæden, og så er der lige problemet med at finde en karakteristik for en julelyskæde ??  Det kan være de har en i Føtex - eller hvor den er købt - så smut du hen i Føtex og udbed dig en karakteristik.


Brugbart svar (0)

Svar #2
02. oktober 2015 af hesch (Slettet)

#1: PS:  Ved nærlæsning kan jeg se at der er tale om en given diode. Så skal du finde den givne karakteristik og gange diodespændingsfaldene med 50 ( korriger spændingsskalaen ) og evt. hertil addere karakteristikken for ensretteren. ( Jeg tror stadig ikke, at lysdioderne bryder sig om vekselstrøm ).


Brugbart svar (0)

Svar #3
02. oktober 2015 af Soeffi

#1. Svarer 2a til den opgave, som det vi lavede for lidt over et halvt år siden?
 https://www.studieportalen.dk/forums/thread.aspx?id=1578574.


Brugbart svar (0)

Svar #4
06. oktober 2015 af Eksperimentalfysikeren

I datablade for dioer er der ofte angivet et spændingsfald ved en bestemt strømstyrke i stedet for en karakteristik. For lysdioder er denne strømstyrke ofte 20 mA. Hvis dette spændingsfald er opgivet, er det ikke nødvendigt at kende karakteristikken for at løse opgaven.

Når der løber 20mA gennem de 50 lysdioder, er det samlede spændingsfald 50 gange spændigsfaldet i 1 diode, Resten af spændingen skal ligge over en modstand, der også gennemløbes af 20mA. Benyt Ohm lov her.

Der er en fælde i opgaven, men prøv lige at finde den, inden jeg afslører den.


Brugbart svar (0)

Svar #5
06. oktober 2015 af hesch (Slettet)

#4:  Ad:  For lysdioder er denne strømstyrke ofte 20 mA. Hvis dette spændingsfald er opgivet, er det ikke nødvendigt at kende karakteristikken for at løse opgaven.

Hvad gør man så, hvis man ikke liiige vil bruge 20mA, men 10mA ?

Jeg tror det bliver svært at finde en (gængs) diode, hvortil man ikke kan finde en karakteristik. Det er blot et spørgsmål om at finde databladet de rette steder.

I øvrigt lægger opgavens 2.a) stærkt op til en grafisk løsning.


Brugbart svar (0)

Svar #6
06. oktober 2015 af Eksperimentalfysikeren

Man bruger en tilnærmet karakteristik, med en tærskelspænding i serie med en modstand.

En anden mulighed er at man benytter en strømsgenerator og så kun interesserer sig for, om der er spænding nok.


Brugbart svar (0)

Svar #7
06. oktober 2015 af Eksperimentalfysikeren

Fælden: Værdien 230V er den nominelle effektivværdi. Den maksimale spænding er kvadratrod 2 gange større. Det er denne spænding, man skal dimmensionere modstanden efter.

Hesh har ret i, at der også skal en ensretter til. Ved spændinger under 5V kan man udnytte, at en lysdiode kan ensrette strømmen, men kommer spændingen højere op, brænder den af.


Brugbart svar (0)

Svar #8
06. oktober 2015 af hesch (Slettet)

#7:  Nå, ja, det kommer jo an på om der tales om en DC-strøm eller en peak-strøm. Hvad værre er, at den specificerede strøm er gældende op til 25ºC omgivelsestemperatur. Så sluk på varme sommerdage.

Bemærk også diverse karakteristikker i vedhæftede.

Vedhæftet fil:scan0020.pdf

Skriv et svar til: Hjælp til diode-opgave

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.