Главная   >>   Беседы по Электротехнике: Электричество - от простого к сложному

Беседы по Электротехнике: Электричество - от простого к сложному

Электричество - от простого к сложному. Часть 4.

В отличие от лампочки, светодиод является БЕЗЫНЕРЦИОННЫМ прибором, поэтому его излучение может быть промодулировано, например, человеческим голосом. Тогда фоторегистрирующий прибор, находящийся на значительном расстоянии, может выделить эту речь. Следовательно, возможно изготовление сравнительно несложного ПЕРЕГОВОРНОГО устройства, использующего излучение светодиода.

Кстати, а почему в названии этого компонента явно присутствует слово ДИОД? Дело в том, что если электрическую лампочку, имеющую два вывода, для того чтобы она засветилась, можно подсоединить к батарейке, не обращая ни- какого внимания на то, какой вывод подсоединен к "плюсу", а какой- к "минусу", то для светодиодов все обстоит иначе! У них полярность подачи напряжения имеет первостепенное значение. Вот почему при работе со светодиодами (их символическое обозначение приведено на рис.8), необходимо СТРОГО придерживаться следующих правил.

1. Напряжение, при котором работает светодиод, составляет не менее 2 В и не более 2,4 В соответственно для "красного" и "зеленого"!

2. Подключение светодиода (даже на кратчайшее время) к батарейке типа КБС (4,5 В) напрямую - приводит к МГНОВЕННОМУ ВЫХОДУ прибора из строя

3. При соблюдении правильности в подключении, светодиод способен нормально работать в течение многих СОТЕН ТЫСЯЧ ЧАСОВ

А что значит- правильное подключение светодиода? Оно показано на рис.9. Пунктиром обведена функционально полная "боевая двойка", состоящая из собственно светодиода и защитного резистора Rзащ. Величину Rзащ. легко подсчитать, исходя из следующих требований.

Прямой ток через светодиод, как правило, не должен превышать 5- 10 мА. Напряжение батарейки (чаще всего это "Крона") равно 9 В. Падение напряжения на той части принципиальной схемы, которая обведена пунктиром, принимаем равным 4 В. Тогда, используя полученный ранее "боевая двойка" и R включены ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО, то:

R = 5000 мВ/10 мА= 500 Ом.

Ну а что случится, если мы по ошибке или рассеянности подключим "боевую двойку" непосредственно к батарейке "Крона"? Ток через светодиод, что естественно, возрастет, но НАПРЯЖЕНИЕ на самом светодиоде практически не изменится! Это одна из интересных особенностей этого прибора. Но тогда весь "избыток" напряжения примет на себя

Rзащ.: URЗАЩ = 9 В - 2 В = 7 В.

Ток в этом случае I = 7000 мВ/200 Ом = 35 мА. Светодиод при этом будет светиться очень ярко, но останется исправным в течение некоторого, достаточно продолжительного времени, которого наверняка хватит для того, чтобы осознать ошибку, отключить цепь и ввести в ее состав резистор R. Кстати, сделав резистор R регулируемым, можно плавно управлять интенсивностью свечения светодиода. Например, так, как это показано на рис.10. Здесь минимальный ток через светодиод равен 10 мА, а максимальный - 17,5 мА. В самом деле Iмакс = (9-2) В/400 Ом = = 7000 мВ/ 400 Ом = 17,5 мА.

Пока ток в катушке отсутствует (рис.21,а), нормально разомкнутые контакты 1 и 2, конструктивно расположенные в непосредственной близости от катушки индуктивности, остаются в разомкнутом состоянии. При этом они играют роль переключателя внешней цепи, которая в этом случае оказывается разорванной. Но как только по катушке начинает протекать постоянный ток, возникающее при этом магнитное поле притягивает к себе якорь (2) контактной пары, который выполнен подвижным. При этом замыкаются контакты реле, благодаря чему внешняя цепь становится замкнутой (рис.21,б). Естественно, таких контактных пар может быть несколько.На участке "АВ" напряжение падает до нуля, а изменение напряжения по времени (dU/dt ) возрастает. Поэтому индуцированный ток имеет такое направление, чтобы не дать напряжению на выводах L упасть до нуля! В этом случае в точке "В" ток максимален, а его полярность положительна. Но вот напряжение генератора становится отрицательным, а отношение dU/dt уменьшается. Суммарный ток I попрежнему положителен, но его величина падает, становясь равной нулю в точке "С". Таким образом, в индуктивности ток отстает от напряжения на угол 90°.

Но можно составить и более интересную цепь, например, как на рис.11. Здесь мы видим СМЕШАННОЕ соединение. Так, замкнув переключатель SA2, мы включаем "красный" светодиод, а замкнув переключатель SA3 "зеленый". Но можно одновременно замкнуть оба переключателя. Тогда по резистору R будет протекать суммарный ток I1 + I2 = 20 мА Если добавить еще одну "боевую двойку", включающую в себя "желтый" светодиод, то получится СВЕТОФОР, который можно использовать для игр.