이 다이오드는 어떤 역할을합니까?

방금 Arduino Uno 키트를 구입했으며 키트와 함께 제공되는 소책자의 모든 프로젝트를 진행하고 있습니다. 가장 간단한 LED 및 저항 회로부터 Arduino 보드, 브레드 보드 및 30 년 동안 사용되지 않은 전자 기술 지식을 습득 할 수 있습니다. 먼지를 제거해야합니다.

회로 중 하나는 단순히 모터와 NPN 트랜지스터를 사용하여 전력 스위칭을 시연하는 것입니다. 내가 알 수있는 한, 회로의 작동에 아무런 역할을하지 않는 다이오드의 기능을 제외 하고이 가장 기본적인 cuicuits의 모든 측면을 이해합니다. 분명히 이유가 있기 때문에 내 질문은 : 그 이유는 무엇입니까?

이 다이오드는 모터가 꺼질 때 발생하는 역기전력을 억제합니다. 일반적으로 모터 또는 전자석 솔레노이드와 같은 유도 성 부하가있는 경우, 전원을 켜면 일부 전류가 코일 주위에 자기장을 형성하도록 작용하므로 초기 전류 강하가 발생합니다. 반대로, 스위치를 끌 때 생성 된이 자기장은 사라져야합니다. 백 -EMF 다이오드가 제자리에 없을 경우 경로는 BJT를 통과하게되므로 회로 또는 회로에 따라 다른 구성 요소 나 다른 구성 요소를 손상시킬 수 있습니다.

다이오드 자체의 극성은 한 방향으로 전류를 통과 할 때 해당 방향으로 필드를 생성합니다. 소스를 중지하면 해당 필드가 "휴식"위치로 다시 축소되어 전류가 잠시 다른 방향으로 흐릅니다.

모든 무효 (용량 성 및 유도 성) 부하에는 이러한 종류의 "스토리지"특성이 있으므로 설계시 고려해야하며 저항 부하는 예외입니다. 지배 방정식 등에 대해 더 알고 싶다면 Wikipedia를 시작하기에 좋은 곳으로, 또는 전자 책을 읽어 보려면 Horowitz and Hill, 3 판을 참조하십시오.

모터는 유도 부하입니다.

패러데이의 유도 법칙으로 인해 시간 변화 / 변화하는 전류는 시간이 지남에 따라 도체를 통한 전류의 변화에 ​​직접 비례하는 크기의 자기장을 생성하고 (물리학에 많은 대칭이 존재하는 경우) 변화하는 자기장은 전기를 생성합니다 자기장을 생성하는 전류의 변화에 ​​반대로 나타나는 도체 주변의 전계 (전압 차). 이것은 기전력이 시간에 따른 자기장의 변화율과 동일한 전자기 유도에 대한 패러데이의 공식을 완성하는 Lenz의 법칙 때문입니다 (이는 전류 흐름의 변화로 인한 것입니다.

패러데이의 법칙 : back-EMF = (-1) dB / dt N 여기서 back-EMF는 변화에 대한 저항을 생성하는 전류 흐름 반대 전압 전위, "-1"은 Lenz의 법칙, "dB"는 자속의 변화 "dT"는 변화가 측정되는 시간이고, N은 변화하는 전기장 내에있는 와이어 코일 수입니다.

와이어 코일이 많기 때문에 모터가 유도 적입니다. 렌츠의 법칙 때문에 back-EMF는 전류 흐름이 더 이상 변하지 않고 최대 값에 도달 할 때까지 전류 흐름의 변화에 ​​저항하도록하기 때문에 시작시 최고 속도가 아닌 속도가 느려집니다. 이제 해당 자기장에 에너지가 저장되었습니다. 모터를 끄면 모터는 여전히 회전하며 전력을 소비하는 대신 전력을 생성합니다. 원래 역기전력은 전원을 향해 흐르지 만 이제 모터 속도가 느려지면 인덕턴스가 전류의 변화에 ​​저항하고 전류가 트랜지스터 컬렉터로 앞뒤로 흐르게합니다.

전류는 전자의 흐름이므로 전자는 어딘가에서 와야합니다. 트랜지스터는 모터를 전자를 소싱하는 GROUND에 연결합니다. 붕괴 자기장에 의해 유도 된 기전력에 의해 "이동 된"전자는 다이오드없이 트랜지스터 컬렉터에서 뭉쳐 져서 전력 공급원으로부터 공급받지 않아야하는데, 그렇지 않을 것이다. 해당 EMF에 대한 복귀 경로를 제공하는 다이오드를 사용하면 몇 개의 루프를 통과 한 후 다이오드와 모터를 통해 소산됩니다.

따라서 플라이 백 다이오드는 전원 공급 장치 또는 트랜지스터가 아닌 모터 주위로 전자가 흐르도록합니다. 전원이 꺼 졌을 때 모터 권선의 자체 유도에 의해 생성되고 갑작스러운 변화로 인해 전류를 0으로합니다.