Czy dioda czy żarówka lepiej nadaje się jako odbiornik w prostowniku jednopołówkowym?

Witam.

Robię model do szkoły m. in. prostownika jedno połówkowego. Czy dioda nadaje się jako odbiornik takiego prostowania? Czy bardziej wytrzymała będzie zwykła żarówka?
Z góry dzięki za odpowiedź.
Pozdrawiam Bartek.

Jako odbiornik możesz wykorzystać żarówkę ale musisz dobrać moc do wydajności prostownika - inaczej spalisz diodę prostowniczą , najbezpieczniej zastosój transformator na 12V diodę 1A i żarówkę 6W (np. samochodową od podświetlenia tablicy rejestracyjnej lub schowka)

Do świecenia żarówki nie potrzeba żadnego prostownika, a taki jedno połówkowy tylko osłabi jej świecenie o połowę

11111olo nie chodzi o to że osłabi moc świecenia ale że ma zbudować model prostownika

Wiem, ale lepiej dać coś na prąd 'stały' jako obciążenie, a nie żarówkę

Zaleta zastosowania żarówki jest taka że nie trzeba oscyloskopu aby przedstawić działanie prostownika bo oko zauważy zmianę intensywności z diodą i bez oraz 25Hz (tz migotanie żarówki czego nie można zauważyć przy 50Hz )

Zawsze można równolegle do żarówki dołożyć kondensator elektrolityczny odpowiedniej pojemności i na odpowiednie napięcie, a następnie organoleptycznie (czyli na oko ^^) zaobserwować różnice w świeceniu żarówki z kondensatorem i bez. Ewentualnie można sprawdzić jak wygląda napięcie wyprostowane jednopołówkowo (oscyloskop) lub/i jakie są wartości składowej zmiennej przy stosowaniu kondensatora i bez. Jeszcze dobrze byłoby porównać te wartości z wartościami przy prostowniku dwupulsowym.

Dzięki za tyle odpowiedzi. Pani w szkole powiedziała że podłączymy to pod oscyloskop i przedstawimy całej klasie przebiegi takiego prostowania, to ona zaproponowała żarówkę choć nie za bardzo będzie widać jej "mruganie" przy takiej częstotliwości. A może istniej jakiś inny odbiornik, który lepiej by zobrazował ten przebieg?

Żarówka nie jest najlepszym rozwiązaniem, bo ma dużą bezwładność cieplną (wolno stygnie) i migotania raczej się nie zobaczy. Podobnie ma się z diodami świecącymi LED, bo częstotliwość jest zbyt duża (człowiek dostrzega migotanie do częstotliwości ok. 20Hz a przy zasilaniu sieciowym mamy 50Hz (50 mignięć na sekundę) dla prostowania jednopołówkowego i 100 Hz (Hertz) dla prostowania dwupołówkowego.


Proponuję pójść na całość i "zastrzelić" panią od fizyki takim oto modelem pozwalającym pokazać różne (prawie wszystkie) zjawiska zachodzące przy prostowaniu napięcia (wyższa ocena murowana )

Wbrew pozorom nie jest to układ zbyt skomplikowany za to ma duże możliwości (dużo większe niż jedna dioda z rezystorem do pokazu prostowania jednopołówkowego)



Spis elementów:

- dioda 1N4001 (Imax=1A, Umax=50V) - 4 szt.
- rezystor 51Ω o mocy 0.25W - 1 szt.
- rezystor 470Ω o mocy 0.25W - 2 szt.
- potencjometr obrotowy 22k liniowy (typ A) - 1 szt.
- kondensator elektrolityczny 10uF na 25V (może być do montażu pionowego lub poziomego, to nie wpływa na pracę układu)
- kondensator elektrolityczny 100uF ma 25V (uwagi jak wyżej)
(UWAGA: kondensatory mają oznaczony minus na obudowie,
na schemacie jest zaznaczony plus)

- przełącznik, typ hebelkowy
(może być na niskie napięcie) - 5 szt.

- zaciski laboratoryjne
lub gniazdka radiotechniczne - 8 szt

- płytka do zamontowania (może być ze sklejki 4mm) - 1 szt (wymiary wedle uznania)

- nóżki gumowe (odpowiednio wysokie by
płytka stała na nich a nie na potencjometrze) - 4 szt.

- śruby do montażu nóżek - 4 szt.

Można też płytkę oprzeć na 4 dłóższych śróbach (np. M4) łapanych
na 2 nakrętki do płytki (a całość stoi na łbach np. stożkowych śrub)

elementy montujemy przepuszczając ich końcówki przez otwory
w płytce ze sklejki i łącząc ich końcówki wedle schematu pod spodem.
Przed montażem można na sklejkę nakleić wydrukowany opis
co jest do czego i okleić to folią okleinową przezroczystą
============================================

Model jest zasilany ze źródła napięcia przemiennego, np. transformatora o napięciu maksymalnym (wartość skuteczna) 16V. Na schemacie przykładowo jest 8V (przebiegi przykładowe podano dla 8V)

Wartość skuteczna pomnożona przez 1.41 (pierwiastek kwadratowy z 2) da wartość maksymalną (amplitudę) napięcia sinusoidalnego z transformatora.

Dla Usk=8V -> Umax wyniesie 11.28V

Co do wartości skutecznej: Jeżeli mamy rezystor i na nim napięcie przemienne, to wartość skuteczna tego napięcia wydzieli na tym rezystorze tyle samo ciepła co takie same co do wartości napięcie stałe.
Ponieważ wartość napięcia sinusoidalnego zmienia się w czasie to amplituda tych zmian jest większa niż wartość skuteczna właśnie 1.41 raza

Na poniższym obrazku pokazałem poszczególne parametry przebiegu: amplitudę (czyli wartośc maksymalną), wartość miedzyszczytową (dla sinusoidy to jest podwojona amplituda), okres (to czas po jakim przebieg się powtarza dla napięcia o częstotliwości 50 Hz, okres wynosi 0.02s (20 milisekund) i wartość skuteczną. Oczywiście ta wartość nie jest widoczna wprost na przebiegu i została tu wrysowana, by pokazać gdzie leży. Normalnie się ją albo oblicza albo mierzy miernikiem.



Kondensatory mogą się teoretycznie naładować do wartości amplitudy napięcia przemiennego pomniejszonej o dwa spadki napięcia na diodzie prostowniczej (ok. 0.7-0.8V zależnie od prądu płynącego przez diody)
Tak jest w tym konkretnie układzie, w przypadku zastosowania tylko jednej diody (prostowanie jednopołówkowe) napięcie na kondensatorze jest (bez obciążenia) tylko o 0.7V mniejsze od amplitudy napięcia przemiennego.

===============================================
Model pozwala na pokazanie następujących zjawisk (można je łączyć ze sobą - teoretycznie mamy 32 kombinacje ustawień przełączników
S1 do S5)

- prostowanie jednopołówkowe -> przełącznik S1 otwarty
- prostowanie dwupołówkowe -> przełącznik S1 zamknięty

- wpływ rezystancji w obwodzie ładowania kondensatora filtru

---> S2 - zamknięty -> rezystancja ≈51Ω
---> S2 - otwarty -> rezystancja 520Ω

- filtracja napięcia wyjściwego kondensatorem o małej pojemności -> S3
- filtracja napięcia wyjściowego kondensatorem o dużej pojemności -> S4

- zmiana rezystancji obciążenia filtru

----> S5 włączony - obciążenie od 470Ω do 22470Ω zależnie od ustawienia rezystora nastawnego P1

----> S5 wyłączony - obciążenie 1MΩ (rezystancja wejścia oscyloskopu)

Oscyloskop podłączamy do zacisków:

Obserwacja napięcia wyjściowego:

Uwy+ - przewód "gorący" (końcówka sondy oscyloskopu)
Uwy- - masa oscyloskopu (ekran kabla)
(czułość wejścia 5V/cm, podstawa czasu 10ms/cm)

Jeżeli w oscyloskopie włączymy tryb AC (prąd przemienny) wejścia
to możemy obserwować napięcie tętnień - te fale na grzbiecie przebiegu napięcia wyjściowego (po odcięciu przez kondensator wejściowy oscyloskopu składowej stałej - można je wtedy łatwo rozciągnąć zwiększając czułość toru oscyloskopu)


Obserwacja napięcia na diodzie prostowniczej:

Ud+ - - przewód "gorący" (końcówka sondy oscyloskopu)
Ud- - masa oscyloskopu (ekran kabla)

Obserwacja prądu płynącego przez diodę:

Id+ - przewód "gorący" (końcówka sondy oscyloskopu)
Id- - masa oscyloskopu (ekran kabla)
(czułość wejścia 0.2V/cm)

Wartość prądu obliczamy dzieląc napięcie zmierzone na oscyloskopie przez 51Ω

Jeżeli pominiemy potencjometr P1 to można zwiększyć rezystor R3 do 1 kilooma.

Przykładowe przebiegi do uzyskania z modelu:

Prostowanie jednopołówkowe bez filtracji kondensatorem


Prostowanie jednopołówkowe z filtracją małą pojemnością (10uF)


Prostowanie dwupołówkowe bez filtracji kondensatorem


Prostowanie dwupołówkowe z filtracją małą pojemnością


(uwaga: początkowy fragment przebiegu nie da się obserwować
na zwykłym oscyloskopie, ze względu na to, że trwa krótko i
tylko chwilę po włączeniu zasilania)

I wiele innych w zależności od ustawień przełączników S1-S5
i potencjometru P1

Przyjemnej zabawy <- "lutowanie" układu

Może się zdecyduję na Twój schemat choć muszę zobaczyć czy zmieści mi się na mojej płytce. Ponieważ nie tylko prostowanie jednopołowkowe na nim się będzie znajdować ale także prostowanie 2 diodami w trafo z od czepem po środku, powielacz napięcia, mostek prostowniczy plus filtracja z kondensatorów, stabilizator napięcia dodatniego i ujemnego. A to wszystko po to, by pokazać klasie co to ta elektronika jest przynajmniej po części, bo w klasie za duzo osób nie ma, którzy mają pozytywną ocenę z elektrotechniki bo się tym nie interesują tylko tak ich przedzieli do tej szkoły. Taka ciekawostka było nas 31 jest 20. No Pani od fizyki to nie mam ale za to jest Pani od elektrotechniki. Pozdrawiam i dzięki Paweł za tak szeroki opis(ale aż taki tępy to ja nie jestem ) Ale poleciało pomógł.