Circuiti elettrici non lineari. Il diodo

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Amanda Lelli
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1 Circuiti elettrici non lineari Il diodo Misure con l oscilloscopio e con il multimetro Edgardo Smerieri Laura Faè PLS - AIF - Corso Estivo di Fisica Genova 009 Individuazione dei pin del diodo Anodo Anodo I D + D Catodo Catodo I D I 0 e D ηt 1 1

2 Diodo e sua curva caratteristica Zona di conduzione diretta I D I 0 e D ηt 1 T 6 m a temperatura ambiente I 0 ~ 10 na per diodi al Si η è un numero che varia tra 1 e 3 Diodo e sua curva caratteristica Terzo quadrante: Zona di conduzione inversa I D I 0 4

3 Elenco delle misurazioni 1. Raddrizzatore a semionda. Raddrizzatore a semionda con filtro capacitivo 3. Raddrizzatore a ponte 4. Raddrizzatore a ponte con filtro capacitivo Particolare attenzione va posta alle modalità di visualizzazione dei segnali sull oscilloscopio in base a come sono generati 5 Raddrizzatore a semionda Segnale d ingresso prelevato da un generatore di funzioni - Sinusoide - Ampiezza 1 - Frequenza 1 khz in e R al CH1 e CH dell oscilloscopio 6 3

4 Raddrizzatore a semionda Segnale d ingresso sinusoidale di 1 khz di frequenza e ampiezza Si nota che al crescere dell ampiezza del segnale d ingresso l intervallo di tempo di non conduzione del diodo diventa sempre più piccolo in rapporto al periodo del segnale applicato quindi il funzionamento del diodo come raddrizzatore si avvicina maggiormente ad un comportamento ideale. 7 Misure sul raddrizzatore a semionda 1. Misurare il valore medio con un multimetro in DC e confrontarlo con il valore teorico per un diodo ideale per in 1 per in 10 max max max inmax inmax Calcolare il valore medio I / R e confrontarlo con il valore il valore misurato con il multimetro Don Don

5 Raddrizzatore a semionda Segnale d ingresso prelevato da un generatore di funzioni - Sinusoide - Ampiezza 10 - Frequenza 1 khz in e out al CH1 e CH dell oscilloscopio alore medio Diodo in conduzione Δ Diodo in interdizione 9 Misure sul raddrizzatore a semionda 1. Misurare il valore medio con un multimetro in DC. Misurare Δ utilizzando l oscilloscopio Per in 10 si ha Δ di circa 4.6 pertanto max Δ Δ ( ) 7 inmax Don 3. Calcolare il valore medio I / R e confrontarlo con il valore il valore misurato con il multimetro 10 5

6 Raddrizzatore a ponte I diodi conducono a coppie: D1 conduce insieme a D3 D conduce insieme a D4 11 Raddrizzatore a ponte max ( s max Don ) 1 6

7 Raddrizzatore a ponte Misurare il valore medio con un multimetro in DC e confrontarlo con il valore teorico ideale ( srms 15 ) max s max 13.5 Tenendo conto della caduta di tensione ai capi dei diodi del ponte sempre per srms 15 si ha ( ) max s max Don ( ) Individuazione dei pin di un ponte commerciale 14 7

8 Raddrizzatore a ponte srms 15 frequenza 50 Hz 15 Raddrizzatore a ponte a Diodi D1 e D3 in conduzione c Diodi D e D4 in conduzione b d Tutti i diodi in interdizione 16 8

9 Raddrizzatore a ponte Al crescere della capacità: diminuisce il ripple cioè l ondulazione della tensione d uscita la scarica del condensatore è sempre più lineare (scarica a corrente costante) diminuisce il tempo durante il quale i diodi conducono aumenta il tempo durante il quale il condensatore si scarica 17 Raddrizzatore a ponte max alore medio Δ max Δ ( ) s max Don Δ 18 9

10 Raddrizzatore a ponte Nell ipotesi che il condensatore nella fase di diodi interdetti, si scarichi a corrente costante per un intervallo di tempo pari a T/, l equazione teorica approssimata della tensione media d uscita è o alternativamente max I 4 fc max fr C Quanto più il valore del condensatore è elevato tanto più la formula precedente è accurata e quindi tanto più il valore medio misurato si avvicina al valore teorico L 19 Raddrizzatore a ponte Misurare il valore medio con un multimetro in DC Per srms 15 e C μf la simulazione fornisce una variazione Δ di circa 4.8 pertanto Per srms 15 e C 33 μf la simulazione fornisce una variazione Δ di circa 3.5 pertanto L applicazione della formula precedente fornisce invece per C μf una tensione media 16.7 per C 33 μf una tensione media

11 Misure sul raddrizzatore a ponte con filtro capacitivo ariare la resistenza di carico (la resistenza di carico è costituita per questa misura da una resistenza fissa da 470Ω in serie una variabile da kω) Misurare in corrispondenza di ogni variazione i valori di e I Fare il grafico di in funzione di I erificare che la caratteristica è una retta max I 4 fc C 1 > C max C C 1 Δ ΔI 1 4 fc I 1 Circuito di misura per il rilievo della caratteristica I - 11

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