Springen naar inhoud

Diode elektronische schakeling



  • Log in om te kunnen reageren

#1

Xasuntox

    Xasuntox


  • >100 berichten
  • 135 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 30 mei 2014 - 14:49

Hallo,

 

Hier ben ik weer met een volgend probleem. Waar ik nu bij vast loop zijn de DC bronnen die in parallel staan.

Naar mijn gevoel zou je deze gewoon mogen optellen en staat er dus intotaal 3,7V over deze knoop aangezien ze op dezelfde knoop aangesloten zijn en de spanning in parallel steeds gelijk is. Is mijn gedacht juist? Want de bronnen staan ook omgekeerd gepolariseerd?

 

Hoe pak ik dit het beste aan?

 

1180q9x.png

 

En wat zal dan uiteindelijk de Vout zijn? Ben er momenteel al zo lang over aan het nadenken, dat ik alles wat door elkaar begin te halen.

Hopelijk kan iemand het even terug verduidelijken. Alvast bedankt !

 


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 30 mei 2014 - 15:04

Zoals je terecht opmerkt staan de twee bronnen tegengesteld. Of, als je het bekijkt in de lus die gevormd wordt door de twee bovenste weerstanden, de diodes en de DC bronnen, staan ze in serie. In die lus kunnen de bronnen echter geen stroom veroorzaken, aangezien de rechter diode in sper staat.

 

Als je positieve spanning op de ingang zet, dan zal de linker bron meehelpen, en zal er dus een stroom gaan lopen.

De rechter bron staat in tegenrichting, dus door die tak kan pas stroom gaan lopen als Vin - Vout groter is dan 3V.

 

Probeer zelf eens te beredeneren wat er gebeurt als Vin negatief wordt.

 

En maak eens een tabel van wat er gebeurt als je Vin stapsgewijs verhoogt van 0V tot 10V in stappen van 1V.


#3

Xasuntox

    Xasuntox


  • >100 berichten
  • 135 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 juni 2014 - 12:18

18n1hs.jpg

 

Mijn poging die ik gedaan heb. Toch ben ik nog te onwetend over bepaalde zaken waardoor ik niet tot een goed antwoord kan komen.

Je kan het bekijken als een lus en dat de DC bronnen in serie staan. Maar toch lijkt mij (persoonlijk en intuitief) dit niet een goed methode.

 

Want echter staan ze in parallel en moet je ze altijd apart bekijken als je de Vout wilt vinden.

Daar zit dan ook mijn eerste ERROR in mijn hoofd. 2 bronnen staan op dezelfde knoop als mijn Vout knoop.

Ze leveren dus een constante spanning op mijn knoop? Of bekijk ik dit verkeerd? Welke spanning staat er in het begin of altijd op mijn Vout knoop? 0v?

 

Of staat er op mijn Vout knoop 0v en tussen de bron en de diode 3v bijvoorbeeld? Maar dan gaat de Vout toch altijd 0v blijven?

En wat als de 2 diodes geleiden, moet de spanning van de 2 bronnen dan opgeteld worden?

 

Hopelijk kan iemand toch wat meer verduidelijken want ik sukkel nog altijd een beetje met potentiaalverschillen en spanningen die bronnen leveren. Alvast bedankt !

 


#4

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 02 juni 2014 - 13:12

In je redenering vergeet je de spanningsval over de weerstanden. Je moet niet denken in lussen maar in de stroom door de parallelle takken met D1 en D2. Merk allereerst op dat vout = (I1+I2)R.

  • Voor lage vin loopt er geen stroom en dus vout=0V
  • Als je de ingangsspanning laat toenemen, gaat eerst D1 geleiden en D2 doet niets (I2=0). Je kunt I1 bepalen en de uitgangsspanning is I1.R (R 1 kOhm)
  • Als je de spanning laat toenemen, loopt er meer steeds meer stroom en de spanning over D2 neemt toe. Totdat D2 in geleiding komt.
  • Als D2 in geleiding komt, dan loopt er al een stroom I1 door D1.  Zowel I1 als I2 kun je uitdrukken in vin - vout.
  • vout wordt tenslotte bepaald door I1+I2:  vout = (I1+I2)R.

 

Misschien kun je het met deze hints allemaal al uitrekenen. Als het niet lukt mag je hier onder spieken.

 

Voor negatieve waarden van vin sperren beide dioden. Dus loopt er geen stroom en dus is vout=0

Laat de spanning toenemen. Je ziet dan dat de linkertak het eerst zal geleiden. Dat gebeurt als er 0,7V over D1 in doorlaatrichting staat. Dat is het geval bij vin = 0V. Ga maar na: Geen stroom, diode begint te geleiden.  vin=0V en vout=0V. De onderkant van D1 is -0,7V en de diode kan gaan geleiden. Je ziet dat de linkerspanningsbron de diode "helpt" om eerder te gaan geleiden.

 

D2 spert. De rechterspannigsbron werkt de stroom tegen. Om de diode te laten geleiden, moet de ingangsspanning 0,7V van de diode overbruggen, 3V van de rechterspannigsbron én de spanning over de onderste weerstand vout >0 doordat D1 al geleidt.

 

Voordat D2 zal geleiden zie je dat voor vin>0 er een spanningsdeling is over R1 en R2: vout = vin/2

D2 komt in geleiding als vin-vout= 3,7V. Dus vin= 7,4 V aangezien op dat moment nog vout = vin/2

 

Voor spanningen boven 3,7V heb je een wat aparte parallelschakeling met R1, R2 en R3 =1 kOhm:

 

(1) Stroom door D1 is I1=(vin-vout)/R1 (voor vin>0V)

(2) Stroom door D2 is I2=(vin-vout-3,7V)/R2 (voor vin>7,4V)

(3) Uitgangsspanning: vout= (I1+I2)R3

 

Substitueer (1) en (2) in (3) en dan uitwerken en je hebt het verband vin=>vout voor spanningen boven 7,4V.


#5

Xasuntox

    Xasuntox


  • >100 berichten
  • 135 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 juni 2014 - 22:02

Heel erg bedankt voor de duidelijke en uitgebreide uitleg !

Maar er zijn nog enkele dingen die niet duidelijk zijn...

 

  • Waarom spanningsdeler toepassen op een parallele schakeling? (R1 en R2)
  • Ik vind het nog steeds verwarrend dat de bronnen geen invloed hebben op mijn Vout? Ik moet dus naar de stroom kijken die er veroorzaakt wordt door mijn weerstand R3 en niet naar wat mijn potentialen zeggen?
  • Kan je het zo stellen dat aan de minkant van de bron er een spanning -3v staat en aan de plus kant 3v? (want dan heb je een potentiaalverschil van 6?! Of moet je ervan uitgaan dat hij 3v heeft aan een kant? (maar hoe zit het dan met negatieve spanningen zoals bij die 0,7?) Hoe bepaal je of je bron een negatieve spanning levert of een positieve? (aangezien ze 2 polen heeft?)
  • De stroom die door mijn eerste weerstand gaat en vervolgens door de 3e veroorzaakt dus het potentiaal verschil aan mijn Vout?

Heel erg bedankt, als deze vragen nog duidelijk uitgelegd worden snap ik het helemaal ! Erg bedankt.

Toch benadrukken dat ik het nog altijd moeilijk vind om potentiaalverschillen en spanningen (alsook spanningsbronnen) te interpreteren mijn circuit.


#6

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 02 juni 2014 - 22:52

spanningsdeling:

voor kleine positieve ingangsspanning mag je de rechtertak weglaten (geen stroom)

De diodespanning wordt precies geleverd door de spanningsbron. Dus valt de helft van de ingangsspanning over R1 en de helft over R3 ofwel vout = 1/2 vin

 

Invloed van de bronnen:

De bronnen hebben wel degelijk invloed op vout. In de redenering bepaal je eerst de stroom in de takken (daarin doen de spanningsbronnen mee) en de stroom bepaalt de uitgangsspanning. Die is dus afhankelijk van de voedingsspanningen. Behalve als de tak geen stroom voert, dan is er natuurlijk geen invloed.

 

Spanning over een spanningsbron:

Over de bron: het spanningsverschil is 3V. Dus als de - pool op 2V staat (tov aarde) dan staat de + pool op 5V. Een spanningsbron tilt de spanning in het circuit op als je van -0 naar + er doorheen loopt. 

 

Voor het begrijpen van de schakeling is het essentieel dat je je realiseert dat de totale stroom door beide takken de uitgangsspanning bepaalt. De stroom door R3 is immers I1+I2 en de spanning over R3 is dus (I1+I2)R3. Aan gezien de minkant van R3 0V is (geaard) is de spanning over R3 gelijk aan de uitgangsspanning.

 

Dit is geen gemakkelijke kost, bestudeer eventueel de wetten van Kirchhoff en laat de betekenis daarvan tot je doordringen. Verdiep je verder in het verschil tussen spanning (potentiaalverschil ten opzichte van aarde) en spanningsverschil over een component als een diode, spanningsbron of weerstand.


#7

Xasuntox

    Xasuntox


  • >100 berichten
  • 135 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 juni 2014 - 23:11

Heel erg bedankt voor de verduidelijkingen.

Het punt is dat ik al een volledige cursus elektriciteit heb gekregen.

Kirckoff, superpositie, brontransformatie, maasanalyse, knoopanalyse ik ken het allemaal.

 

Maar telkens als ik dieper begin na te denken over potentiaalverschillen en wat bronnen nu net doen.
Of als ik potentiaalverschillen moet zoeken, slaag ik precies helemaal tilt. Het gevoel dat ik er nog niet genoeg vertrouwd mee ben.

 

Binnen enkele dagen zal ik deze oefening helemaal oplossen en de oplossing posten. Momenteel heb ik mijn plezier met transistoren en de komende dagen dynamica.

 

Nogmaals heel erg bedankt voor de hulp!!







Also tagged with one or more of these keywords: natuurkunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures