¿Qué es exactamente un diodo y cómo lo uso para reducir el voltaje?

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El año pasado hice un proyecto de luces navideñas y aprendí que cortar un par de bombillas navideñas de una cadena de $ 2 de 100 bombillas no es tan sencillo, es prácticamente una ciencia de cohetes. Tal vez no sea "ciencia espacial" per se, pero requiere un conocimiento serio de cosas como ohmios y voltaje, resistencias y diodos, etc., lo cual, si no tiene una educación formal de ingeniería, puede ser difícil de entender sin aprender los fundamentos primero. p>

No puede cortar ni siquiera algunas bombillas porque si lo hace, aumentará la carga en todas las bombillas restantes, lo que acortará significativamente su vida útil y posiblemente aumentará el riesgo de incendio debido a la sobrecarga de voltaje en cada bombilla. Esto se debe a que cada bombilla funciona efectivamente como una resistencia y toda la cadena está diseñada con las bombillas como resistencias, hechas especialmente para que la cadena funcione. Pero no es tan fácil de acortar o alargar.

Aprendí sobre el uso de resistencias y utilicé con éxito algunas, sin embargo las resistencias se calientan mucho y por esa razón decidí eliminar las cadenas acortadas.

Se sugirió que podría usar diodos para reducir el voltaje en lugar de usar resistencias para "absorber" (mi término) el exceso de calor y voltaje de las bombillas faltantes.

Sin embargo, todavía no entendí realmente qué son los diodos o por qué no se calientan o cómo puedo usarlos, por ejemplo, una cadena de luces navideñas para eliminar, por ejemplo, 15 bombillas de una cadena de 100.

Anteriormente hice esta pregunta el año pasado: ¿Es un diodo una forma efectiva de reemplazar una resistencia en una aplicación donde se debe evitar el calor? para el cual acepté una respuesta, sin embargo, sigo sin No entiendo completamente los diodos y si y cómo usar un diodo en un proyecto de este tipo.

Por ejemplo, la respuesta dada fue:

  

Sin embargo, el uso del diodo apaga el voltaje y la potencia en un 50%. Si esta potencia reducida es aceptable, considere invertir el diodo en una cadena para equilibrar la corriente de carga.

Sin embargo, realmente no entiendo esto. Así que aquí están mis preguntas:

======= Preguntas ========
  • ¿Cómo reduce el diodo el voltaje sin calentarse mientras la resistencia se calienta mucho?
  • ¿De qué manera puedo usar un diodo en un proyecto de este tipo? Todavía no me queda claro cómo usar un diodo en este tipo de proyecto.
  • ¿Cuáles son algunos otros usos prácticos para pequeños proyectos en los que se puede usar un diodo (para un principiante)?

La Navidad ha terminado otra vez, pero por razones puramente educativas, me gustaría tener un conocimiento completo de las mejores soluciones para un proyecto de este tipo. Me gustaría probar más proyectos en el futuro.

Actualizar:

Ahora lo entiendo más (aunque no del todo). Con la respuesta a continuación y los siguientes dos videos de YouTube que acabo de ver, entiendo un poco mejor.

Básicamente, una resistencia es más como una esponja, mientras que un diodo es más como una pared. Mientras que una resistencia absorbe la corriente y la libera como calor, un diodo, por otro lado, simplemente rechazará toda la corriente en una dirección (hasta la capacidad del diodo).

Si usa un diodo demasiado pequeño, es como conducir un automóvil contra una pared hecha de 2x4. El automóvil pasará porque tiene más poder que la pared (los diodos reales explotarán cuando la corriente sea demasiado alta para él, como se puede ver en varios videos de YouTube). Del mismo modo, un diodo que es lo suficientemente grande es como una gran pared de ladrillo. Un coche que lo golpee se detendrá y la pared no se verá afectada.

Esta no es una analogía perfecta, pero es útil para mí (acabo de hacer esta analogía).

Aquí están los dos videos en diodos que vi que ayudaron:

enlace

enlace

No responden a todas mis preguntas, pero sí responden por qué una resistencia se calienta pero un diodo no. Un diodo no absorbe la energía, simplemente lo bloquea. Una resistencia absorbe la energía que luego se libera en forma de calor.

    
pregunta hbsrnbnt

1 respuesta

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El método de diodo sugerido corta la corriente de otra dirección en el circuito de corriente alterna. Eso reduce la potencia efectiva en un 50% porque la mitad del tiempo que se mantiene la corriente se bloquea con la misma eficacia con que se desconectó el cable. Como se comentó, eso no es una reducción del 50% del voltaje efectivo, es menor porque la potencia es proporcional al cuadrado del voltaje en las resistencias.

Probablemente no veas nada más que un poco de pérdida de brillo porque probablemente la frecuencia sea de 60 Hz en el lugar donde vives y cada bombilla tendrá la mitad actual de cada 1/60 de segundo. Los filamentos en las bombillas no se enfrían tan rápido.

Para mantener intacto el brillo, debe quitar la mitad de las bombillas de una serie si agrega un diodo. Es difícil fingir cómo sufre la vida útil de las bombillas debido a la forma cambiada de los pulsos actuales.

El diodo debe soportar la tensión de CA máxima y la corriente.

El diodo no se calienta porque funciona como un interruptor. Eso es cierto, si el diodo se selecciona para la corriente de carga y se puede enfriar libremente por el aire.

La resistencia en serie no bloquea totalmente la corriente, ambas mitades de la entrada de CA pasan, pero parte de la potencia total no se disipa en las bombillas, se disipa en la resistencia.

La resistencia genera calor. Si la resistencia se selecciona correctamente usando la ley de Ohm, disipa la energía eléctrica para calentar exactamente tanto como las bombillas que son reemplazadas por esa resistencia. Si la resistencia tiene aproximadamente las mismas dimensiones que una bombilla (= la misma capacidad para enfriarse por el aire), pero disipa el valor de diez bombillas, seguramente se calienta porque su temperatura debe subir un 900% más que la temperatura ambiente que una bombilla.

Este texto es válido solo para bombillas incandescentes que tienen un filamento. Las luces led funcionan de manera totalmente diferente.

    
respondido por el user287001

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