¿Qué papel juega este diodo?

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Acabo de comprar un kit Arduino Uno y estoy revisando todos los proyectos en el folleto que viene con el kit. Incluso desde el circuito de resistencia y LED más simple, para familiarizarse con la placa Arduino, el empapelado y para desempolvar mi conocimiento de electrónica que no se ha utilizado durante unos 30 años. Necesita desempolvarse.

Uno de los circuitos es simplemente para demostrar la conmutación de potencia utilizando un motor y un transistor NPN. Entiendo todos los aspectos de este tipo de circuitos básicos, excepto la función de un diodo, que, por lo que sé, no desempeña ningún papel en el funcionamiento del circuito. Seguramente está ahí por una razón, así que mi pregunta es: ¿cuál es esa razón?

    
pregunta ProfK

2 respuestas

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Este diodo es para suprimir cualquier EMF posterior causada cuando el motor está apagado. En general, cuando uno tiene una carga inductiva, como un motor, o un solenoide de electroimán, cuando lo enciende, habrá una caída inicial de corriente, ya que parte de la corriente actuará para formar un campo magnético alrededor de la bobina. Inversamente, cuando se apaga, este campo magnético que se ha creado necesita disiparse. Cuando no hay un diodo de EMF invertido en su lugar, la ruta sería a través del BJT, lo que casi con certeza lo dañaría, o quizás otros componentes, dependiendo del circuito.

En cuanto a la polaridad del diodo en sí, al pasar corriente a través de un camino, genera un campo en esa dirección respectiva. Cuando detiene la fuente, ese campo vuelve a su posición de "reposo", lo que significa que la corriente fluirá de forma momentánea.

Todas las cargas reactivas (capacitivas e inductivas) tienen este tipo de características de "almacenamiento" que deben tenerse en cuenta en el diseño, las cargas resistivas son la excepción. Si quieres saber más sobre las ecuaciones que rigen y demás, wikipedia es un buen lugar para comenzar, o para una buena lectura, prueba "The Art of Electronics", Horowitz y Hill, 3ª edición.

    
respondido por el Thefoilist
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El motor es una CARGA INDUCTIVA.

Debido a la Ley de Inducción de Faraday, que establece que una corriente variable / variable cambia con el tiempo crea un campo magnético con una magnitud directamente proporcional al cambio en la corriente a través del conductor a lo largo del tiempo y (existe tanta simetría en la física) un campo magnético cambiante crea un campo eléctrico (una diferencia de voltaje) que rodea al conductor que se manifiesta como una oposición al cambio en la corriente que creó el campo magnético. Esto se debe a la Ley de Lenz que completa la Fórmula de Faraday para la Inducción Electromagnética donde se crea una fuerza electro-motriz igual a la tasa de cambio en el campo magnético a lo largo del tiempo (que fue causada por el cambio en el flujo de corriente). >

Ley de Faraday: back-EMF = (-1) dB / dt N donde back-EMF es el potencial de voltaje opuesto al flujo de corriente que crea la resistencia al cambio, "-1" es la Ley de Lenz , "dB" es el cambio en el flujo magnético, y "dT" es el período de tiempo durante el cual se mide el cambio, y N es la cantidad de bobinas de cable dentro del campo eléctrico que cambia.

Su motor es inductivo debido a las muchas bobinas de cable. Cuando se inicia, gana lentamente velocidad en lugar de estar instantáneamente a la velocidad máxima debido a que la ley de Lenz hace que el EMF inverso resista el cambio en el flujo de corriente hasta que el flujo de corriente ya no cambie y en su máximo. Ahora hay energía almacenada en el campo magnético correspondiente. Cuando apaga el motor, seguirá girando y ahora, en lugar de consumir energía, está generando energía. El EMF de respaldo original fluyó hacia el suministro, pero ahora, a medida que el motor disminuye la inductancia, resistirá el cambio de corriente y forzará que la corriente fluya hacia adelante y entre en el colector de transistores.

Dado que la corriente es el flujo de electrones, los electrones deben provenir de algún lugar. Su transistor conecta el motor a TIERRA donde inicialmente se estaban suministrando electrones. Los electrones "movidos" por la fuerza electromotriz inducida por el campo magnético colapsante se acumularían en el colector de transistores sin el diodo y tendrían que obtenerse de su fuente de alimentación, lo cual no es así. Con un diodo que proporciona una ruta de retorno para ese EMF, se disipará a través del diodo y el motor después de un par de bucles a través de él.

Por lo tanto, el diodo de retorno permite que los electrones fluyan alrededor del motor y no hacia la fuente de alimentación o el transistor (causando un daño potencial), creado por autoinducción en los bobinados de los motores cuando está apagado y causado por el motor. cambio repentino en corriente a cero.

    
respondido por el Danny Sebahar

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