انتقل إلى المحتوى

الدايود والليد

المناهج: KS3, GCSE, Sek I, cycle 4

فتح المختبر الكامل ↗

الهدف

التحقق من أن الدايود يمرر التيار في اتجاه واحد فقط، وتوصيل ليد مع مقاومة تحد من التيار.

التجهيز

في الأعلى دائرتان بجهد 5 V فيهما مصباحان 4.5 V / 1 W: في اليسار الدايود موصول في الاتجاه الأمامي، وفي اليمين في الاتجاه العكسي. وفي الأسفل مصدر 5 V ومقاومة 220 Ω وليد.

خطوات العمل

  1. قارن بين المصباحين في الدائرتين العلويتين.
  2. انظر إلى الليد.
  3. غيّر في بطاقة معاملات مقاومة الليد 220 Ω إلى 1 kΩ، ثم إلى 100 Ω.
النتيجة المتوقعة

عندما يكون الدايود موصولًا في الاتجاه الأمامي يضيء المصباح، وعندما يُعكس لا يضيء: يمرر الدايود التيار من المصعد إلى المهبط فقط. يضيء الليد، والتيار المار فيه نحو 14 mA: نحو 1.8 V على الليد و3.2 V الباقية على المقاومة. مع 1 kΩ يخفت الليد، ومع 100 Ω يزداد سطوعًا — يبلغ التيار نحو 31 mA. تيار التشغيل لليد عادي قطره 5 mm هو 20 mA، والحد الأقصى 25–30 mA: فالتيار 31 mA عند الحد بالفعل. المقاومة هي التي تحد من التيار: فلولاها لما حدّ التيار إلا المصدر والليد نفسه، ولاحترق الليد الحقيقي فورًا.

الأسئلة

  1. كيف تعرف من مخطط الدائرة في أي اتجاه يمرر الدايود التيار؟
  2. ما المقاومة التي يحتاجها ليد 2 V و20 mA مع مصدر تغذية 9 V؟
الإجابات
  1. رمز الدايود مثلث يشير إلى خط عرضي. يمر التيار في الاتجاه الذي يشير إليه المثلث، من المصعد في جهة المثلث إلى المهبط عند الخط.
  2. يجب أن تأخذ المقاومة الجهد الباقي 9 − 2 = 7 V عند 20 mA: \(R = (U - U_{LED}) / I\) = 7 V / 0.02 A = 350 Ω. وأقرب قيمة قياسية أعلى منها، 390 Ω، تعطي نحو 18 mA.