整流ダイオード

部品と材料

• 6ボルトバッテリー
• 電源トランス、120VACから12VACへの降圧（Radio Shackカタログ番号273-1365、273-1352、または273-1511）。
• 1つの1N4001整流ダイオード（Radio Shackカタログ番号276-1101）
• 1つのネオンランプ（Radio Shackカタログ番号272-1102）
• 2つのトグルスイッチ、SPST（「単極単投」）

電源トランスが指定されていますが、AC実験の章にある自家製のインダクタやトランスでも、鉄心インダクタで十分です。ダイオードは正確なモデル1N4001である必要はありません。 「1N400X」シリーズの整流ダイオードはどれもこのタスクに適しており、入手が非常に簡単です。低コストで耐久性のある家庭用ライトスイッチをお勧めします。

相互参照

電気回路の教訓 、第1巻、第16章：「RCおよびL / R時定数」

電気回路の教訓 、第3巻、第3章：「ダイオードと整流器」

学習目標

• 帰納的な「キックバック」を確認する
• ダイオードを使用して「キックバック」を抑制する方法を学ぶ

回路図

イラスト

手順

回路を組み立てるときは、ダイオードの向きに十分注意してください。ダイオードのカソード端（単一のバンドでマークされた端）は、バッテリーのプラス（+）側に面している必要があります。

ダイオードは逆バイアスされ、スイッチ＃1が「オン」の位置にある非導通である必要があります。誘導コイルには変圧器の高電圧（120V）巻線を使用してください。

降圧トランスの一次巻線は二次巻線よりもインダクタンスが大きく、ランプの点滅効果が大きくなります。スイッチ＃2を「オフ」の位置に設定します。これにより、ダイオードが回路から切断され、効果がなくなります。

スイッチ＃1をすばやく閉じて開きます（「オン」にしてから「オフ」にします）。そのスイッチを開くと、誘導性の「キックバック」の効果からネオン電球が点滅します。スイッチの開口部によって引き起こされる急激な電流の減少により、インダクタは電流を同じ大きさで同じ方向に維持しようとするため、大きな電圧降下が発生します。

誘導キックバックは、接点が開くたびに過度のアーク放電を引き起こすため、接点の切り替えに悪影響を及ぼします。この回路では、ネオンランプは、スイッチが開いたときにインダクタの電流の交流経路を提供し、インダクタの蓄積されたエネルギーを光と熱の形で無害に放散することにより、実際に効果を減らします。

ただし、スイッチ＃1の開口部の接点間でかなり高い電圧降下が発生しているため、過度のアーク放電が発生し、スイッチの寿命が短くなります。スイッチ＃2が閉じている（「オン」になっている）場合、ダイオードは回路の一部になります。

回路の動作の違いに注意して、スイッチ＃1をすばやく閉じてからもう一度開きます。今回はネオンランプは点滅しません。

インダクターの両端に電圧計を接続して、スイッチ＃1を閉じた状態でインダクターがまだ完全なバッテリー電圧を受け取っていることを確認します。電圧計がスイッチ＃1が「オン」の状態でわずかな電圧しか記録しない場合、ダイオードはおそらく逆方向に接続されており、短絡が発生しています。

関連ワークシート：

• その他のダイオードアプリケーションワークシート