Fysik
Sikkerhedsmodstand med resistans
Hej,
jeg er igang med at løse følgende opgave:
"For at sikre, at en diode ikke overbelastes, er der indsat en sikkerhedsmodstand med resistansen
R. Hvor stor skal resistansen være, når spændingsforskellen er 10 V, og strømstyrken gennem dioden ikke må overskride 20 mA?"
Jeg har læst mig frem til, at Ohms første lov ikke gælder for dioder, og jeg er derfor ikke helt sikker på, hvordan jeg skal bære mig ad.
Ved Ohms lov ville man jo få
men facit siger 30 Ohm, så det er ikke engang tæt på.
Svar #2
02. juli 2017 af hesch (Slettet)
Jeg går ud fra at modstand og diode sidder i serie, og at der over denne serieforbindelse er 10V.
Summen af spændingsfaldene over modstand + diode skal derfor være 10V.
Du skriver ikke hvilken diode der er tale om. Der findes mange varianter som silicium- og germaniumdioder, zenerdioder og LED's. Indenfor hver variant findes et utal af typer.
For at kunne løse opgaven skal du vide hvilken diode der er tale om. I diodens datablad, findes der en diodekarakteristik, hvoraf spændingsfaldet over den kan aflæses ved 20 mA.
Lad os nu sige, at du aflæser spændingsfaldet til 3,9V, så må spændingsfaldet over modstanden være:
UR = 10V - 3,9V = 6,1V
Modstandens værdi bliver så: R = UR / I = 6,1V / 0,02A = 305Ω
Facitlistens R = 30Ω antyder at spændingsfaldet over dioden = 10V - 30Ω * 0,02A = 9,4V.
Altså sådan kan man i praksis ikke sikre en diode, for diodespændingsfaldet er omfattet af visse tolerancer, der vil forårsage store tolerancer på strømmen. Regn selv efter, hvis diodespændingsfaldet viser sig kun at være 9,2V: Hvad bliver så strømmen? ( 27 mA ).
Jeg takker for svarene, begge to. Det undrer mig også meget, at der ikke bliver omtalt hverken diodekarakteristik eller type af diode i opgaven.
Svar #5
05. juli 2017 af Eksperimentalfysikeren
Det skyldes, at du kun behøver at kende et enkelt punkt på karakteristikken, nemlig der, hvor strømstyrken er 20mA. Hvis du kender diodespændingen for denne strømstyrke, kan du trække den fra de 10V og så bruge Ohms lov på den resterende spænding og de 20mA. Hvis spændingen ikke er opgivet, kan du vælge mellem den helt sikre løsning, hvor du sætter diodespændingen til 0, og den lidt bedre løsning at finden den mindste diodespænding, der kan forekomme og så bruge den. I begge tilfælde vil modstanden beskytte dioden, men er der tale om en lysdiode, vil den sidste metode give et bedre kraftigere lys. Din værdi på 500Ω er korrekt i første tilfælde. I andet tilfælde kan du måske få en noget mindre værdi, men er der tale om en germanium småsgnaldiode, er diodespændingen ca 0,4V og så er der ikke den store fordel ved den sidste metode.
Skriv et svar til: Sikkerhedsmodstand med resistans
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.