„2. Mérés: Nemlineáris eszköz vizsgálata, oszcilloszkóp használata” változatai közötti eltérés

A Fizipedia wikiből
38. sor: 38. sor:
 
{|
 
{|
 
|-  
 
|-  
−
| Valódi egyenirányító dióda áram görbéje összefüggése erősen aszimetrikus függvénye a feszültségnek. Pozitív feszültségek esetén egy kritikus, ''nyitófeszültség'' felett az áram gyorsan növekszik. Félvezető Ge és Si dióda esetén $U_k$= 0,3..0,4~V illetve 0,6..0,7~V.
+
| Valódi egyenirányító dióda áram görbéje összefüggése erősen aszimetrikus függvénye a feszültségnek. Pozitív feszültségek esetén egy kritikus, ''nyitófeszültség'' felett az áram gyorsan növekszik. Félvezető Ge és Si dióda esetén $U_k$= 0,3..0,4 V illetve 0,6..0,7 V. Valós diódára kapcsolt negatív feszültség estén véges, ún. ''záróirányú áram'' folyik, mely tipikusan $\mu$A nagyságú. Egy általános $I_D(U_D)$ áram-feszültség karakterisztikával rendelkező diódával sorba kapcsolt $R$ ellenállás a körben folyó áramot illetve a diódán és az ellenálláson eső feszültségeket grafikusan tudjuk meghatározni. A körben azonos $I_D$ áram halad át a diódán és az ellenálláson is, a körben eső feszültségekre pedig teljesül:
 +
$$U=U_D+RI_D$$
 +
összefüggést, melyet átrendezve kapjuk a grafikus megoldáshoz szükséges alakot:
 +
$$\frac{U-U_D}{R}=I_D(U_D).$$
 +
Az egyenlet bal oldala egy egyenest ír le, míg a jobboldalon a dióda áram-feszültség karakterisztikája látható.
 
| [[File:IV_D_real.jpg|225px|thumb|right|Az egyenirányító dióda idealizált áram-feszültség karakterisztikája]]
 
| [[File:IV_D_real.jpg|225px|thumb|right|Az egyenirányító dióda idealizált áram-feszültség karakterisztikája]]
 
| [[File:IV_D_graphical.jpg|225px|thumb|right|Az egyenirányító dióda idealizált áram-feszültség karakterisztikája]]
 
| [[File:IV_D_graphical.jpg|225px|thumb|right|Az egyenirányító dióda idealizált áram-feszültség karakterisztikája]]

A lap 2019. október 31., 16:46-kori változata


Tartalomjegyzék

 [elrejtés] 


Elméleti összefoglaló

Áram-feszültség karakterisztika

Ohmikus ellenállások áram-feszültség összefüggését Ohm törvénye adja meg:
\[ I=\frac{1}{R}U, \]

ahol \setbox0\hbox{$I$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% az \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ellenálláson folyó áram, \setbox0\hbox{$U$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% pedig a rajta eső feszültség. A vezetőképességet, \setbox0\hbox{$G$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% az ellenállás inverzeként szokás definiálni, mértékegysége Siemens (1 \setbox0\hbox{$S$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% = 1 \setbox0\hbox{$\Omega^{-1}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%). Általános esetben azonban az \setbox0\hbox{$I(U)$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% görbe nemlineáris, melyre példa az egyenirányító dióda alább tárgyalt esete.

Kis és nagy ohmikus ellenállás áram-feszültség karakterisztikája

Egyenirányító dióda

Az egyenirányító dióda idealizált áram-feszültség összefüggése pozitív feszültségekre egy végtelen nagy míg negatív feszültségekre egy nulla vezetőképességű ellenállással közelíthető. Pozitív feszültségek esetén nyitó- míg negatív feszültségek esetén záróirányról szokás beszélni.
Az egyenirányító dióda idealizált áram-feszültség karakterisztikája
Ha megvizsgálunk egy szinuszos váltófeszültséggel táplált áramkört, melyben egy ilyen diódát egy \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% fogyasztóval sorba kapcsolunk, az \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ellenálláson csak az egyik félperiodusban mérhetünk véges feszültséget. A pozitív félperiodusban a dióda ellenállása elhanyagolható, így a teljes feszültség az ellenálláson esik. A negatív félperiodusban a dióda ellenállása dominálja az eredő ellenállást, hozzáképest az \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ellenállás elhanyagolható.
\setbox0\hbox{$D$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ideális diódából és \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ohmikus ellenállásból álló áramkör.
Tápfeszültés és az \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ellenálláson eső feszültségek időfüggése
Valódi egyenirányító dióda áram görbéje összefüggése erősen aszimetrikus függvénye a feszültségnek. Pozitív feszültségek esetén egy kritikus, nyitófeszültség felett az áram gyorsan növekszik. Félvezető Ge és Si dióda esetén \setbox0\hbox{$U_k$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%= 0,3..0,4 V illetve 0,6..0,7 V. Valós diódára kapcsolt negatív feszültség estén véges, ún. záróirányú áram folyik, mely tipikusan \setbox0\hbox{$\mu$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%A nagyságú. Egy általános \setbox0\hbox{$I_D(U_D)$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% áram-feszültség karakterisztikával rendelkező diódával sorba kapcsolt \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ellenállás a körben folyó áramot illetve a diódán és az ellenálláson eső feszültségeket grafikusan tudjuk meghatározni. A körben azonos \setbox0\hbox{$I_D$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% áram halad át a diódán és az ellenálláson is, a körben eső feszültségekre pedig teljesül:
\[U=U_D+RI_D\]

összefüggést, melyet átrendezve kapjuk a grafikus megoldáshoz szükséges alakot:

\[\frac{U-U_D}{R}=I_D(U_D).\]

Az egyenlet bal oldala egy egyenest ír le, míg a jobboldalon a dióda áram-feszültség karakterisztikája látható.

Az egyenirányító dióda idealizált áram-feszültség karakterisztikája
Az egyenirányító dióda idealizált áram-feszültség karakterisztikája

Mérési feladatok

1. Feladat


A lap eredeti címe: „https://fizipedia.bme.hu/index.php?title=2._Mérés:_Nemlineáris_eszköz_vizsgálata,_oszcilloszkóp_használata&oldid=25791”