Полярность прямая или обратная: в чем отличие, какой выбрать? — НПФ Техсервис — Техническое оборудование общепромышленного и нефтепромыслового назначения

Содержание

Как определить полярность аккумулятора автомобиля

При выборе аккумулятора нужно обязательно обращать внимание на ряд параметров. Среди основных стоит отметить номинальную ёмкость, типоразмер корпуса, стартерный ток и полярность. Сегодня мы поговорим о полярности аккумулятора автомобиля и о том, как её определить. Это один из ключевых параметров АКБ. Если выбрать неподходящую полярность Вы просто не сможете подключить батарею на автомобиле и начать её эксплуатацию.

Содержание статьи

Почему необходимо знать полярность аккумулятора автомобиля?

Полярность – это характеристика аккумулятора автомобиля, которая определяет расположение его внешних выводов. Если вы купите аккумулятор для автомобиля не той полярности, то получите проблему с его установкой и подключением.

Дело в том, что посадочная ниша под аккумулятор позволяет установить его в одном положении. Если полярность будет неподходящей, то длины проводов с клеммами просто не хватит, чтобы подключить их к соответствующим выводам батареи. То есть, вы просто не сможете эксплуатировать аккумулятор.

Конечно, можно заняться удлинением соответствующих проводов и «победить» в сложившейся ситуации. Но, подумайте, нужны ли вам ненужные проблемы и изготовление всяких дополнительных «костылей»? В такой ситуации, скорее всего, вы поедете обратно в магазин или обратитесь в интернет-магазин для замены АКБ на модель требуемой полярности. В этих случаях продавцы идут навстречу, и батарею можно будет поменять. Но, чтобы не терять драгоценное время и не тратить понапрасну нервы, выбирать требуемую полярность нужно уметь сразу. Давайте, разберёмся, как это делать.

Виды полярности АКБ

Производители выпускают аккумуляторные батареи с шестью видами полярности. Они отличаются компоновкой и объединением между собой элементов АКБ. Наиболее распространены из них четыре вида полярности. Два вида используются в аккумуляторах для легковых автомобилей и ещё два – для грузовых.

Аккумуляторы для легковых автомобилей

Перед тем, как определить полярность аккумулятора автомобиля, разверните его к себе лицевой частью (с наклейкой). Выводы аккумулятора будут находиться на верхней стороне аккумулятора на ближней к вам стороне. Теперь смотрим расположение положительного (+) и отрицательного (вывода) на АКБ. Возможны два варианта:

1) Положительный токовывод справа, а отрицательный слева. Это обратная полярность или европейская. Она ещё обозначается, как «0». На изображении ниже показан вид аккумулятора автомобиля сверху.

Обратная полярность аккумулятора автомобиля

2) Положительный токовывод слева, а отрицательный справа. Это прямая полярность аккумулятора автомобиля или российская. Этот вид полярности ещё обозначается, как «1». Ниже можно посмотреть вид сверху на батарею с прямой полярностью.

Прямая полярность аккумулятора автомобиля

Здесь стоит ещё сказать о мифических «азиатской» и «американской» полярностях. Таких в природе не существует. Есть азиатский и американский типоразмер АКБ. Аккумуляторы азиатского типа имеют ширину несколько меньше европейских, а высоту немного больше. Кроме того, у них нет «ступеньки» на верхней крышке. Клеммы азиатских аккумуляторов могут быть тоньше, а в ряде случаев выполнены под другие крепления.

АКБ американского типа отличаются видом токовыводов и их расположением. Выводы находятся не на верхней плоскости, а на боковой. Выполнены они под крепление болтом. Хотя есть модели имеющие выводы и на боковой поверхности, и стандартные на верхней крышке.

Азиатский типоразмер

Американский типоразмер

Что касается полярности, то у азиатских АКБ она обратная или «0», а у американских – прямая или «1».
Вернуться к содержанию

Аккумуляторы для грузовых автомобилей

На большинстве аккумуляторов для грузовых автомобилей токовыводы располагаются по одной из коротких сторон АКБ. Чтобы определить полярность автомобильного аккумулятора, поворачиваем батарею к себе стороной с выводами и смотрим их расположение.

Здесь также два варианта:

1) Положительный вывод слева, а отрицательный справа. Это полярность автомобильного аккумулятора обратная или европейская. Она обозначается цифрой «3».

Обратная полярность грузового аккумулятора

2) Положительный вывод справа, а отрицательный слева. Это полярность автомобильного аккумулятора прямая или российская. Она обозначается цифрой «4».

Прямая полярность грузового аккумулятора

Грузовые аккумуляторы могут встречаться с компоновкой, обозначаемой цифрой «2». В этом случае токовыводы АКБ расположены на верхней стороне по диагонали.

Диагональное расположение выводов

Вернуться к содержанию

Прочие виды полярности

Существуют ещё два менее распространённых вида компоновки АКБ, обозначаемые цифрами «6» и «9». Они представлены на изображениях ниже.

Полярность 6

Полярность 9

Вернуться к содержанию

Как определить полярность при отсутствии маркировки выводов?

Бывает, что нужно определить полярность автомобильных аккумуляторов, на которых отсутствует маркировка токовыводов. Как правило, этой проблемы не существует, поскольку производители АКБ выделяют выводы знаками «+» и «-». Часто их дополнительно выделяют цветами. Положительный красным, а отрицательный чёрным или синим цветом. Но, предположим, маркировки нет. Что делать тогда?

Предлагаем вам 4 разных способа определения полярности выводов:

Диаметр токовыводов. Наиболее простой вариант – это измерить диаметр выводов аккумулятора. Положительные выводы всегда имеют больший диаметр, чем отрицательные. Если быть точнее, то при европейском типоразмере плюсовой токовывод имеет диаметр 19,5 мм, отрицательный — 17,9 мм. Для АКБ азиатского типоразмера эти значения составляют 12,7 и 11,1 миллиметров. Для измерения диаметра можно воспользоваться штангенциркулем;
Лимонная кислота. В принципе можно взять слабый раствор любой другой кислоты. К выводам АКБ прикручиваете медные провода, а другие их оголённые концы опускаете в раствор кислоты.
Они не должны касаться друг друга. Где будет наблюдаться бурное газовыделение, там находится минусовой токовывод;
Сырой картофель. В этом случае медные проводки втыкаются в срез картофелины. Расстояние между ними от 5 до 10 миллиметров. Вокруг провода от положительного вывода картофель позеленеет;
Мультиметр. Берете мультиметр и включаете его на замер напряжения. Щупами касаетесь выводов АКБ и смотрите показания. Если напряжение будет со знаком плюс, то под щупом красного цвета у вас вывод «+», а под чёрным «-». Если напряжение со знаком минус, то, наоборот. Под красным щупом вывод «-», под чёрным «+».

Теперь вы знаете, как определить полярность аккумулятора автомобиля самостоятельно. Если у вас ещё остались вопросы, задавайте их в комментариях. И не стесняйтесь пытать консультантов в магазинах насчёт характеристик аккумулятора. Они обязаны знать их все и проконсультировать вас. Удачных покупок!

Вернуться к содержанию

Опрос

Примите участие в опросе!

Загрузка …
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Исправления и дополнения к материалу, а также ваше мнение по выбору полярности автомобильного аккумулятора, оставляйте в комментариях ниже. Голосуйте в опросе и оценивайте статью.
Вернуться к содержанию

Чем отличаются аккумуляторы прямой обратной полярности. Обратная и прямая полярность сварки — сварка металлов постоянным током

Многие автомобилисты знают, что может произойти в случае путаницы с аккумуляторными клеммами. Да, это случается не специально, а по причине недостаточного опыта. В автомобилях отечественного производства и многих иномарках полярность аккумулятора различается. Автомобилисты-аматоры, зачастую не знают о таком термине и о существовании каких-либо различий между видами полярности. Данная статья поможет разобраться в указанной теме и ответит на вопросы касательно полярности аккумуляторов.

Что такое полярность аккумулятора?

Понятие полярности подразумевает под собой расположение внешних клемм аккумулятора, которые ещё называют токовыводами, на крышке АКБ или её лицевой стороне. Принято выделять две самые распространённые схемы полярности – прямую и обратную. Проще говоря, в одной схеме минусовая клемма находится слева, в другой — справа.

Важно! Для тех, кто собирается переезжать за границу и обосновываться там, заметим, что существуют также и весьма непривычные расположения внешних аккумуляторных клемм, на что стоит обратить внимание еще в начале эксплуатации транспортного средства.

Какие полярности АКБ бывают?

У вас приблизительно уже должно складываться понятие полярности и её видов. Но

как определить, заглянув под капот, какая полярность у вашей АКБ, прямая или обратная? Аккумуляторные батареи с прямой полярностью устанавливаются на большинство отечественных автомобилей. Но что такое прямая полярность аккумулятора и каким образом она определяется? На самом деле всё предельно просто. Возьмите АКБ, разверните её к себе лицевой стороной. У вас перед глазами должна оказаться этикетка, а клеммы снизу. Если клемма положительного заряда будет слева, а отрицательного, соответственно, справа, тогда у него прямая полярность. Вот и вся схема. АКБ такого типа стоят на большинстве автомобилей отечественного производства.

Только теперь минусовой токовывод будет находится слева, а плюсовой – справа. Такие АКБ стоят практически на всех автомобилях европейского производства. Исключения встречаются, но они весьма редкие.

Интересный факт! Европейские аккумуляторы отличаются от азиатских не только габаритами, формой, расположением клемм, а ещё и их диаметром. Стандарты Европы: плюсовая клемма — 19,5 мм, минусовая — 17,9 мм. В Азии они меньше: плюс — 12,7 мм, минус — 11,1 мм.

Как ещё можно определить прямую и обратную полярность АКБ автомобиля? Если не брать в расчёт полюса, то «на глаз» их различить практически невозможно. У таких аккумуляторов внешние различия отсутствуют. Корпус, банки и их количество, сила тока, даже этикетка, всё идентично. Конечно, присутствуют ещё такие условные цифровые обозначения, как «0» и «1».

Прямая полярность – это единица, обратная – это ноль. Конечно для таких случаев можно купить переходник с прямой полярности на обратную, но это тоже не выход, поскольку это не совсем удобно. Даже опытные водители, совершив спонтанный выбор, попадаются в сети случая.

Важно! Если ваших знаний недостаточно, обратитесь к консультанту магазина автозапчастей и попросите подобрать аккумулятор для вашего автомобиля. У продавцов должны быть каталоги АКБ с деталным описанием каждой. Это наиболее оптимальный вариант.

Можно ли установить аккумулятор другой полярности?

Это достаточно частый вопрос водителей, имеющих недостаточный опыт. Порой новички не только покупают первый понравившийся аккумулятор, но ещё и сразу устанавливают его на автомобиль. Везёт тем, кто «попал пальцем в небо», но в других случаях придётся худо.

Если в свой автомобиль подключить аккумулятор не той полярности, может сгореть вся электроника вместе с мозговым центром или даже произойти пожар. Поэтому необходимо элементарно провести сравнение со старой батареей и запомнить расположение полюсов. Если же вы определили это после того как вышли из магазина, ничего страшного, вам должны заменить АКБ, главное не спешить с подключением этого аккумулятора.

Но может случиться и так, что об ошибке вы узнали только после установки, когда клеммы ободрались и замкнули, а в магазине вам отказались менять батарею, аргументируя это тем, что это не гарантийный случай. Как поступать?Постарайтесь продать такую АКБ. Поясните причину продажи и далее будьте внимательнее. Если никто не покупает, что уже поделать, всё равно придётся брать новый «правильный» аккумулятор.

Интересный факт! Все аккумуляторные батареи до середины прошлого века имели напряжение только в пределах 6 Вольт.

Подписывайтесь на наши ленты в

При покупке автомобильного аккумулятора следует обратить внимание на полярность. Если АКБ будет неправильно подключена, то электрика машины может полностью выйти из строя.

Содрежание

Что такое полярность аккумулятора

Источник постоянного тока имеет, как положительный, так и отрицательный контакт. К ним подключаются потребители электричества. Узнать полярность батареи не составит большого труда. На корпусе имеются значки плюса и минуса, часто бывают цветовые обозначения.

Кроме того положительный контакт имеет больший размер. У большинства автомобилей положительная клемма 19,5 мм, а отрицательная 17,9 мм. У азиатских машин (Asia) плюсовая клемма 12,7 мм, а минусовая 11,1 мм.

Такие особенности почти полностью исключают вероятность неправильного подключения АКБ. Расположение батареи в автомобиле бывает разным. Под капотом справа или слева. В салоне или багажнике. Поэтому, следует выбрать устройство, которое будет иметь правильное расположение клемм.

Обратная полярность аккумулятора

Владельцам легковых автомобилей иностранного производства следует знать о том, что практически на всех машинах используются аккумуляторы с обратной полярностью, обозначается цифрой «0».

Визуально определить можно следующим образом. Если расположить батарею таким образом, чтобы клеммы и этикетка были обращены к человеку, то справа будет находиться плюсовая, а слева – минусовая.

У грузовых автомобилей обратная полярность называется — левой и обозначается цифрой «3». Дело в том, что из-за больших габаритов корпуса клеммы устанавливаются на узкой стороне. Для того, чтобы определить полярность надо встать с того края батареи, где расположены клеммы. Слева будет плюс, а справа минус.

Прямая полярность аккумулятора

Прямая полярность используется на автомобилях отечественного производства. В этом случае положительная клемма расположена слева, а отрицательная — с правой стороны. Для легковых машин она обозначается цифрой «1»

У грузовых автомобилей прямая полярность называется правой и обозначается цифрой «4». Если встать с того края, где находятся контакты, то с правой стороны будет плюс, а с левой минус.

Прочие виды полярности

Бывают и более редкие расположения клемм, что может существенно усложнить процедуру опознания. Например, существуют модели, имеющие полярность “6”, которая визуально определяется по наличию плюсовой клеммы справа, но сам корпус устройства имеет практически квадратный вид.

Полярность “9”, она же “5” также встречается не очень часто. Узнать о том, что аккумулятор относится к этой категории можно по расположению клемм ровно посередине АКБ.

Еще бывает полярность “2”, она также встречается на грузовых автомобилях и спецтехники. В этом случае клеммы расположены по диагонали.

Полярность 2 и 9

Как определить прямая или обратная полярность

Определяют принадлежность аккумулятора к той или иной категории, по расположению клемм на корпусе. Если полярность прямая, то плюс расположен слева, при обратной — плюсовая клемма находится справа. Если аккумулятор старый и надписи стёрты или закрыты под большим количеством отложений, то воспользовавшись стрелочным вольтметром можно точно определить, где находится положительный вывод аккумуляторной батареи.

Что будет если перепутать полярность при подключении

Если при подключении перепутать клеммы, то возможны следующие последствия:

Перегорание предохранителей.
Пожар.
Выход из строя ЭБУ.
Перегорание диодного моста генератора.
Оплавление проводки.
Выход из строя сигнализации.

Самым опасным явлением при переполюсовке является возгорание, поэтому если при подключении клемм возникают искры, то следует прекратить процедуру. Так же может сильно повредиться электропроводка.

Можно ли поменять полярность у аккумулятора

Поменять расположение электрических выводов на корпусе аккумулятора нельзя, но на некоторых автомобилях возможна установка АКБ другого типа. В этом случае достаточно повернуть батарею на 180 градусов, чтобы соответствующие выводы совпали с клеммами.

Этот способ подключения аккумулятора с неподходящим расположением электрических выводов может не подойти только при очень коротких проводах, которые идут от «массы» автомобиля и генератора двигателя. Если на автомобиле провода, подключаемые к аккумуляторной батареи слишком коротки для установки неподходящей по расположению выводов детали, то достаточно заменить их на более длинный проводник. При этом диаметр провода не должен быть меньше демонтированного элемента проводки.

Автомобильные аккумуляторы делятся на 2 типа — те, что имеют прямую полярность, и те, у которых она обратная. В чем заключается специфика тех и других батарей?

Что представляют собой аккумуляторы прямой полярности?

Под полярностью понимается расположение токовыводящих конструктивных элементов аккумулятора — клемм — на его поверхности (например, на крышке). Она считается прямой, если «плюс» батареи располагается слева, а «минус» — справа. При этом аккумулятор должен быть развернут лицевой стороной к автовладельцу (клеммы находятся во многих случаях ближе к ней, а если не так — то ее легко определить по этикетке батареи).

Клеммы аккумулятора обозначаются, таким образом, знаками «+» или «–».

В основном батареи с прямой полярностью выпускаются для российских и азиатских автомобилей.

Что представляют собой аккумуляторы обратной полярности?

Полярность считается обратной, если, в свою очередь, «плюс» батареи располагается справа, а «минус» — слева. Разумеется, также при условии, что аккумулятор будет развернут лицевой стороной к автовладельцу.

Как правило, батареи с обратной полярностью выпускаются для американских и европейских автомобилей.

Сравение

Главное отличие аккумуляторов прямой полярности от аккумуляторов обратной полярности заключается, собственно, в расположении «плюсовой» и «минусовой» клемм. Внешний вид устройств, а также их функциональность могут быть практически идентичными (особенно если они выпущены одним брендом для одной и той же категории автомобилей).

Однако крайне нежелательно устанавливать на автомобиль, рассчитанный на батареи прямой полярности, аккумуляторы, в которых клеммы расположены по-другому. Если полярность будет нарушена, то электроника в автомобиле работать не будет, а то и вовсе выйдет из строя. Кроме того, конструкция многих машин попросту не позволяет корректно подключить батареи, не подходящие по полярности.

В ходе выбора аккумулятора можно ориентироваться на страну, которой принадлежит бренд-производитель автомобиля. Если это Россия или, к примеру, Япония, то для машины, скорее всего, необходима батарея прямой полярности. Если это США или Германия, то нужно будет, вероятно, задействовать устройства с клеммами, расположенными наоборот.

Определив,в чем разница между аккумуляторами прямой и обратной полярности, зафиксируем выводы в небольшой таблице.

Данная статья написана в помощь новичкам, которые еще плохо разбираются в автомобилях и тем более в их электрических элементах. Дело в том. Что купив аккумуляторную батарею с неправильной полярностью, и невнимательно подсоединив клеммы, можно спалить большую часть электроники с главными «мозгами», или послужить начавшемуся пожару.

Поэтому, всем начинающим автовладельцам будет полезно изучить данную информацию. И не потратить зря свои деньги при покупке нового аккумулятора, и не стать причиной возгорания.

Что такое полярность на аккумуляторной батареи

Полярность на аккумуляторе — это расположение клемм аккумулятора относительно друг друга.

На сегодняшний день, большинство аккумуляторов выпускаются в одинаковом формате всеми производителями. Но из-за разницы в развитии автомобилестроения, сейчас одинаково пользуются спросом аккумуляторы с прямой и обратной полярностью.

Стоит отметить, что различные автопроизводители и производители аккумуляторов пытались создать новые стандарты, но они не получили большого развития и перестали выпускаться.

Так что, выбор остался только между батареями с клеммами, поменянными местами. То есть, на одних автомобилях устанавливается аккумулятор на которой плюсовая клемма находится справа, на другие устанавливается аккумулятор с плюсовой клеммой находящейся слева. Именно так различаются современные стандарты.

Прямая полярность аккумулятора

Аккумуляторная батарея с прямой полярностью — это разработка отечественного автопрома. Поэтому, в большинстве случаев устанавливается именно на отечественных автомобилях. Такие батареи установлены на моделях от ВАЗ 2101 до Lada Vesta.

Распознать его очень просто. Если поставить аккумулятор этикеткой к себе и посмотреть на полюса клемм, то плюсовая должна находиться по левую руку. Для большего понимания можно посмотреть на схему такого аккумулятора.

Обратная полярность аккумулятора

Обратная полярность батареи используется на зарубежных автомобилях (тоже есть исключения, но большинство). В ней отличается расположение клемм на противоположное. То есть. Если поставить аккумулятор этикеткой к себе, то плюсовая клемма окажется по правую руку.

Отличия аккумуляторных батарей

Тут находится самая главная загвоздка, дело в том, что аккумуляторы ничем не отличаются, кроме расположения плюсовых и минусовых клемм. Корпус, цвет, этикетка, банки и емкость полностью совпадают, а вот клеммы различаются. Поэтому, перед тем как приобретать новый аккумулятор, стоит внимательно изучить свой и затем отправляться за покупкой.

Не стоит надеяться, что Вы опытный водитель и не перепутаете. Не только новички совершают такие ошибки. Даже опытный водитель способен перепутать тип аккумулятора и купить ненужный, если будет делать покупку спонтанно или спешить.

Если Вы не уверенны в том, какой аккумулятор нужен для вашего автомобиля, то стоит поинтересоваться у консультанта. Обычно в специализированных магазинах присутствуют каталоги автомобилей, в которых указан тип полярности. В таком случае, вы исключите возможность ошибки и приобретете правильную деталь.

Можно ли устанавливать аккумулятор другой полярности

Прежде всего, стоит опять предупредить, что короткое замыкание или перепутанные полюса, могут привести к серьезным поломкам электроники автомобиля и даже к пожару. Так что, необходимо относится к замене батареи очень аккуратно, во избежания различных неприятностей.

Но в том случае, если Вы уже приобрели аккумулятор не той полярности, или он достался в подарок, или по скидке, тогда есть два варианта развития ситуации.

Первый вариант — это удачный. Вам повезло и провода в автомобиле свободно дотягиваются до нужных клемм. Тогда ничего делать не нужно, а просто затягиваем контакты на правильных полюсах и пользуемся аккумулятором.

Во втором случае, который встречается очень часто. Провода в автомобиле строго рассчитаны под аккумуляторы с определенной полярностью, и запаса по длине не имеют. Поэтому, будет необходимо приобрести на автомобильном рынке более длинные провода, возможно предназначенные для другого автомобиля и переставить все контакты с родных, это позволит нарастить длину самым правильным способом. Также, можно нарастить куском провода или использовать то, что попадется под руку. Но тогда появляется шанс неправильного подбора сечения провода или плохого контакта, что приведет к быстрой разрядке аккумулятора и перегревы проводов, а возможно и к короткому замыканию (если оплетка провода сильно оплавится) или к возгоранию.

Вывод

На самом деле, в правильном выборе полярности аккумулятора нет ничего сложного, но стоит приложить минимум внимания, для избежания будущих трудностей.

Ведь проще снять старый аккумулятор и поставить новый, чем переделывать провода рассчитанные под большую силу тока.

Основной функцией автомобильного аккумулятора (акб) является запуск двигателя. В нормальных условиях потраченная энергия восполняется генератором, сразу после пуска мотора. Таким образом, происходит автоматическая подзарядка, не требующая внешнего вмешательства. Если заряда не хватает для запуска двигателя, выполняют зарядку от внешнего источника питания. При этом учитывают, что бывает обратная и прямая полярность аккумулятора, определяющая схему подключения клемм.

Важно! Работать с акб можно только в проветриваемом помещении и в защитных перчатках.

Для подзарядки используют зарядные устройства или аккумуляторную батарею другого автомобиля. Аккумулятор по возможности извлекают, отсоединив клеммы заземления и питания. Корпус очищают от загрязнений и при помощи визуального осмотра оценивают уровень электролита и определяют полярность акб. Проверить уровень электролита можно лишь в негерметичных батареях, на корпусе которых есть специальные отверстия с крышками. Если произошло вытекание электролита через трещины, акб считается непригодной для использования и ее потребуется заменить.

Обратная и прямая полярность аккумулятора

На корпусе аккумуляторной батареи автомобиля расположены два токовыводящих элемента, к которым подключаются клеммы зарядного устройства или электрической цепи автомобиля. Маркировка контактов «+» и «-» — это обозначение полярности аккумулятора. Она присутствует и на клеммах зарядных приборов, что является подсказкой для правильного подключения.

Всегда соединяется плюс к плюсу, а минус только к минусу.

И зарядка аккумулятора обратной полярностью отличается лишь расположением токовыводящих контактов на корпусе.
Чтобы не ошибиться, поставьте акб лицевой стороной к себе. Переднюю часть можно определить по присутствию информационных надписей и наклеек. Если «+» будет расположен слева, а «-» справа — полярность прямая. Если знаки расположены наоборот — перед вами обратная полярность автомобильного аккумулятора.
Каждая модель акб имеет определенную маркировку, последняя буква или цифра которой указывает на полярность аккумулятора (прямая или обратная). Как определить на практике:
Обратная маркируется цифрой «0», буквой «R» или сокращением «о.п.»
Прямая обозначается цифрой «1», буквой «L» или «п.п.»
Пример расшифровки маркировки тюменского аккумулятора обратной полярности:
Модель Asia6СТ50LR
6 – количество аккумуляторов в общей батарее;
СТ – стартерная;
50 – номинальная емкость;
L — залитая;
R — обратной европейской полярности.
Помимо «+» и «-», маркировка клемм автомобиля может иметь следующие обозначения:
«POS» или «P» – положительная;
«NEG» или «N» – отрицательная.
Если вам встретился термин европейская полярность аккумулятора, помните, что это обратная схема. В маркировке на корпусе акб она может отмечаться как «е». При прямой полярности такое обозначение просто будет отсутствовать. Многие европейские модели батарей имеют различные диаметры токовыводящих контактов. Положительные больше, чем отрицательные.

Практические отличия прямой и обратной полярности аккумулятора

Зарядка аккумулятора от аккумулятора другого авто

Чтобы понять, насколько важно определить полярность аккумулятора автомобиля, необходимо знать о последствиях. Так, когда выполняют запуск двигателя от другого автомобиля (прикуривание), неверное подключение провоцирует короткое замыкание, что через несколько минут переходит в фазу пожара. А потому, при возникновении искрения, провода экстренно размыкают.
В ситуации, когда автомобилист перепутал полярность при зарядке аккумулятора зарядным устройством, последнее (если оно некачественное) может сгореть. В акб может произойти переплюсовка — смена полярности. Плюсовой контакт станет минусом, а минусовой — плюсом. Устранить эту неполадку просто:

Полностью разрядите акб.
Зарядите его с правильным расположением полюсов.

Технология зарядки акб

После того, как установлено, какая полярность у аккумулятора, переходят к выбору режима зарядки. Он устанавливается на зарядном устройстве.

Их существует три:

Метод постоянного напряжения (14,6-15 В) — применяется для герметичных батарей, конструкция которых не позволяет проверить или изменить уровень электролита. В этом режиме напряжение выдерживается постоянным, а ток уменьшается, реагируя на возрастающее внутреннее сопротивление акб.
Зарядка постоянным током — самый распространенный способ. Предельный ток заряда акб равен 10% ее емкости (при емкости 50 Ah ток должен быть 5 А). В таком режиме выполняется зарядка до напряжения 14,4 В. Далее, вплоть до полной зарядки, ток уменьшают вдвое (5% емкости батареи). Если зарядное устройство не позволяет точно установить нужный режим, выбирается ближайший в меньшую сторону. При этом время полного восстановления увеличится, но это будет более щадящим, чем быстрая зарядка высокими токами.
Комбинированный способ — используется в автоматических зарядных устройствах, не требующих участия человека. Метод состоит из двух этапов: вначале энергия восполняется постоянным напряжением, а затем постоянным током.

Зарядка аккумулятора от зарядного устройства

Для аккумуляторов прямой и обратной полярности никакой разницы в выборе режима зарядки нет. Значение имеет только правильность подключения: вначале плюс соединяется с плюсом, затем минус с минусом. После этого включается зарядное устройство. Отключают в обратном порядке.
Чтобы зарядить акб от другого автомобиля необходимо соединить при помощи проводов с клеммами типа “крокодил” плюсы батарей (красный провод), а затем минусы (черный провод). Даже если в одной машине обратная, а в другой прямая полярность аккумулятора, помните, что это лишь такое конструктивное отличие расположения контактов. После подключения двигатель заряжающего автомобиля запускают на время до десяти минут, а затем глушат. Далее проверяют заряжаемую батарею и при необходимости повторяют процесс.

Почему акб не заряжается и что можно сделать

Средний срок службы акб около шести лет. Постепенно скорость разрядки увеличивается, а эффективность зарядки снижается. Причина этого — сульфатация пластин или скапливание на пластинах отложений сульфата. Он образуется в процессе химической реакции взаимодействия серной кислоты (электролита), свинца и диоксида свинца (материалы из которых изготовлены пластины). Теоретически при зарядке акб этот процесс должен быть полностью обратим, однако на практике сульфат не возвращается полностью в исходное состояние. Устранить эту проблему позволяет десульфатация аккумулятора сменой полярности или переполюсовка.
Для этого акб полностью разряжают, а затем выполняют зарядку, подключив минус к плюсу, а плюс к минусу. В итоге расположение зарядов на контактах меняется, что значит обратная полярность аккумулятора станет прямой.

Переполюсовка позволяет восстановить до 70% емкости батареи.

Однако, это может быть неудобно, поскольку при отсутствии владельца автомобиля, будет не понятно — как узнать полярность восстановленного аккумулятора. Для решения этой проблемы, если акб изначально хорошего качества (низкокачественный просто сгорит), можно сразу выполнить обратную переполюсовку, восстановив до 80% емкости.

Полярность АКБ

Часто случается так, что автовладельцы с небольшим опытом владения автомобилем не придерживаются основных технических требований при покупке новой аккумуляторной батареи (АКБ).

Среди важнейших требований и параметров – емкость аккумулятора, значение пускового тока, габаритные размеры, формы выводов электродов и полярность аккумуляторной батареи. Также не все автовладельцы знают, что может произойти, если выбрать неподходящее расположение клемм аккумулятора или перепутать подключение. Данная статья поможет разобраться в вопросе полярности автомобильных аккумуляторов.

Основным элементом электросистемы автомобиля является аккумуляторная батарея, предназначенная для питания электрического стартера при пусках двигателя. Она же является вспомогательным источником электроэнергии питания всех потребителей в случае, когда напряжения генератора будет недостаточным.

Что же такое полярность клемм аккумуляторной батареи?

Полярностью аккумуляторной батареи называют расположение токовыводящей клеммы со знаком «+» и клеммы со знаком «-». Последняя запитывается «на массу» кузова автомобиля. Существуют аккумуляторы прямой и обратной полярности.

Какая бывает полярность?

Полярность автомобильной АКБ может быть прямая и обратная. Прямая характеризуется расположением плюсовой клеммы с левой стороны, а обратной – с правой.

1 или 0?

Как определяется полярность похожих аккумуляторных батарей, у которых количество секций аккумуляторов (банок), сила пускового тока и этикетка идентичны и отсутствуют распознавательные знаки полярности? Тогда на клеммах вместо обозначений «+» и «-» должна быть маркировка «1» и «0». Если же не брать во внимание знаки полюсов, то лучше всего использовать измерительный прибор (мультиметр), который также позволит определить текущее значение заряда аккумулятора.

Прямая полярность обозначается как единица, обратная – это ноль. Конечно же, если в распоряжении находится АКБ с неподходящей полярностью, в таком случае можно приобрести переходник с прямой полярности на обратную, но это не совсем практично.

Бывают случаи, когда даже опытные специалисты ошибаются с подбором правильного автомобильного аккумулятора. Если возникают сомнения – лучше всего повторно пересмотреть основные параметры АКБ и их соответствие требованиям именно конкретной марки и модели автомобиля.

Словарь автомобилиста: что такое прямая и обратная полярность АКБ?

Большинство владельцев автомобилей сталкиваются с ситуациями, когда аккумуляторная батарея выходит из строя.

Причины для этого могут быть различные – от неправильной эксплуатации и неисправности проводки автомобиля до выхода срока службы аккумулятора и суровых зимних морозов.

Продажа аккумуляторов в наше время – достаточно популярная сфера, однако, в ней присутствуют определенные нюансы.

Существует несколько основных характеристик, по которым подбираются аккумуляторы для каждого автомобиля:

емкость;
пусковые токи;
габаритные размеры;
полярность.

Все эти параметры крайне важны и учитываются при выборе аккумуляторной батареи.

В данной статьи мы разберем виды полярности – прямую и обратную.

Полярность – это определенное расположение плюсовой и минусовой клеммы на крышке аккумулятора.

Полярность бывает двух видов:

прямая;
обратная.

Прямая полярность

Прямая полярность – это расположение плюсовой клеммы с левой стороны. Минусовая клемма при этом располагается справа.

Такая полярность подходит для большинства советских автомобилей, однако, может встречаться также на автомобилях японского и американского производства.

Обратная полярность

Обратная полярность – расположение плюсовой клеммы с правой стороны. Минусовая клемма при такой полярности располагается слева.

Обратная полярность аккумуляторов характерна для всех автомобилей, которые выпускаются в Европе.

Если установить в автомобиль аккумулятор с неправильной полярностью, то может произойти либо короткое замыкание либо возгорание.

Именно поэтому полярность – один из параметров, который необходимо учитывать при подборе аккумулятора для автомобиля.

Купить аккумулятор Варта, Bosch, Аком и другие с обратной или прямой полярностью вы сможете в сети специализированных магазинов “Центр-АКБ”.

Наши специалисты помогут подобрать корректную аккумуляторную батарею для вашего автомобиля.

Адреса магазинов:

Нижний Новгород, ул. Березовская, д. 96А
Нижний Новгород, ул. Деловая, д. 7к5
Нижний Новгород, проспект Кирова, 12
Нижний Новгород, ул. Русская улица, 5

Как определить полярность автомобильного аккумулятора?

Что такое полярность аккумулятора?

Какие полярности АКБ бывают?

У вас приблизительно уже должно складываться понятие полярности и её видов. Но как определить, заглянув под капот, какая полярность у вашей АКБ, прямая или обратная? Аккумуляторные батареи с прямой полярностью устанавливаются на большинство отечественных автомобилей. Но что такое прямая полярность аккумулятора и каким образом она определяется? На самом деле всё предельно просто. Возьмите АКБ, разверните её к себе лицевой стороной. У вас перед глазами должна оказаться этикетка, а клеммы снизу. Если клемма положительного заряда будет слева, а отрицательного, соответственно, справа, тогда у него прямая полярность. Вот и вся схема. АКБ такого типа стоят на большинстве автомобилей отечественного производства.

Обратная полярность – это разработка европейских инженеров. На 90% европейских автомобилей ставится аккумулятор с обратной полярностью. Она отличается от прямой только развёрнутым расположением клемм. Для её определения проделайте те же манипуляции, что и с прямой. Только теперь минусовой токовывод будет находится слева, а плюсовой – справа. Такие АКБ стоят практически на всех автомобилях европейского производства. Исключения встречаются, но они весьма редкие.

Как узнать, полярность 0 — это прямая или обратная? Запутать себя разнополярными аккумуляторами очень просто, так как можно приобрести АКБ с неподходящим расположением токовыводов. Прямая полярность – это единица, обратная – это ноль. Конечно для таких случаев можно купить переходник с прямой полярности на обратную, но это тоже не выход, поскольку это не совсем удобно. Даже опытные водители, совершив спонтанный выбор, попадаются в сети случая.

Можно ли установить аккумулятор другой полярности?

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Что такое полярность аккумулятора? Прямая и обратная полярность

Одним из источников питания электроэнергией бортовой сети автомобиля является аккумулятор (он же просто батарея или АКБ). Работа этого элемента основана на химических реакциях, но водителю не обязательно знать все нюансы в его конструкции и принципы функционирования, тем более, что конструкция батареи такова, что или требует минимального вмешательства, либо вообще его не требует.

Для большинства автовладельцев – это всего лишь пластиковая герметичная коробка с ручкой (корпус батареи), с двумя выводами на верхней крышке к которым подключается «плюсовой» и «минусовой» провода. В ряде моделей могут дополнительно иметься пробки, для проведения обслуживания аккумулятора, а также сигнальное окошко, по которому можно узнать, что требуется вмешательства (долить воды или зарядить аккумулятор).

Полярность

Полярность определяет расположение токовыводов на корпусе АКБ. Определить ее достаточно просто: разверните батарею к себе «лицом» таким образом, чтобы клеммы были расположены внизу. Если положительная клемма (определяется по наличию в непосредственной близости от значка «плюс») находится слева, то это — аккумулятор с прямой полярностью. Она также отмечается маркировкой «1» и часто называется «российской», так как характерна для автомобилей отечественного производства.

Если положительная клемма (токовывод) расположена справа, то перед вами — аккумулятор с обратной полярностью, маркируемой цифрой «0», а также называемой обычно «европейской» — подобное расположение электродов зачастую используется при производстве автомобилей в Европе.

Отличия аккумуляторов с разной полярностью

Кроме расположения токовыводов, никаких отличий аккумуляторы с различными видами полярности больше не имеют. Отметим, что АКБ не только абсолютно идентичны по своим параметрам (таким как заряд, эксплуатационные характеристики, надежность и т. д.), но и очень похоже выглядят. Именно поэтому многие автолюбители могут сделать ошибочную покупку. Например, два аккумулятора с различной полярностью производства компании Varta (серии Dynamic) имеют одинаковую этикетку, силу тока, размер и форму корпуса, но при этом один из них не подойдет вашей машине. Единственный совет в этом случае — обращаться за консультацией к продавцу в магазине. Если вы уже определили для себя конкретную модель аккумулятора другой полярности, не стоит переживать: обычно крупные производители («Варта», «Тюмень» и др.) выпускают АКБ с одинаковыми характеристиками сразу в двух вариантах. Если все же произошла оплошность, можно попробовать заменить или продать неподходящую модель.

Обратная полярность аккумулятора

Обратная — маркируется как «0», европейская разработка. Отличается от прямой, соединением «банок» батареи. Определяем – поворачиваем батарею «лицом» токовыводы внизу, этикетка перед глазами. Если минусовая клемма находится слева, а плюсовая справа – это обратная полярность. Такие батареи стоят на многих Европейских автомобилях, бывают исключения, но редко.

Прямая полярность аккумулятора

Прямая (иногда маркируется как «1»), это чисто отечественная разработка. Определить легко и просто — возьмите аккумуляторную батарею, поверните ее к себе (лицом), чтобы токовыводы были внизу (этикетка была перед глазами). Если плюсовая клемма находится слева, а минусовая справа – это прямая полярность.

Такие батареи стоят на многих отечественных автомобилях, например на наших ВАЗ, в частности на «Приоре».

Полярность аккумулятора прямая или обратная и есть ли разница?

Добрый день, друзья! Мы уже немало поговорили о различных типах двигателей, однако практически не касались эксплуатации аккумуляторной батареи. Каждый из нас не понаслышке знает, как важно поддерживать ее в рабочем состоянии. Плохой заряд АКБ грозит неприятно удивить водителя невозможностью запуска мотора после стоянки. Один из интересных вопросов на эту тему — должна быть полярность аккумулятора прямая или обратная. Посмотрим, что это такое и для чего необходимо.

Какая бывает полярность

Самое опасное заключается в том, что полярность некоторых АКБ может отличаться. Если установить его неправильно, это может привести к короткому замыканию с последующим возгоранием транспортного средства. Для этого и нужно разбираться в том, какая разница между прямой и обратной полярностью в различных типах батарей. Как известно, плюсовая клемма должна подключаться к плюсовому выходу аккумулятора, а минусовая, соответственно, к минусу, который запитан кузов автомобиля.

Однако конструкционные особенности у разных автомобилей могут отличаться друг от друга, вот почему производители выпускают изделия с прямо противоположной полярностью. При этом, сами батареи по внешнему виду могут ничем принципиально не различаться. Лишь на том месте, где ожидаемо должна стоять плюсовая клемма, будет такая же, но отрицательная. Существует хорошая подсказка, чтобы не перепутать.

Дело в том, что площадка под батарею обладает ограниченным местом и если поставить АКБ неправильно, то длины провода может попросту не хватить.

Полярность у АКБ на отечественных и импортных автомобилях

Итак, возьмем или представим перед глазами любой автомобильный аккумулятор. Для наглядности это должна быть та сторона, на которой размещены наклейки или этикетки производителя. Путаница возникает зачастую именно потому, что разные люди смотрят на батарею с разных сторон, ведь и под капотом она может размещаться под разным углом зрения. Основные отличия нашли свое выражение у производителей из разных континентов.

Что касается отечественных АКБ, то они отличаются так называемым «прямым» расположением клемм. В этом случае плюсовая клемма размещается слева, а отрицательная справа.

А вот многие европейские, американские и часть азиатских заводов устанавливают клеммы наоборот. Поэтому, чтобы определиться точно, нужно всегда смотреть на лицевую сторону изделия.

Способы определения положительных и отрицательных выходов

Что делать и как отличить приобретенную АКБ, если установить производителя не удалось? Существуют два основных стандарта, которые касаются расположения контактов. Если обратить внимание на то, что написано ниже, то Вы всегда без особого труда сможете разобраться с отрицательным и положительным выходами. Итак, что значит плюсовая клемма и каковы ее основные характеристики — в диаметре она обычно составляет 19,5 мм. В это же время минусовая отличается стандартным диаметром 17,9 мм.

Каждый автолюбитель может резонно заметить, что для замеров необходимо оборудование, хотя бы штангенциркуль. Какое обозначение или другой определяющий способ может помочь, если под рукой не окажется такого инструмента? Самая простая методика — с помощью стакана с обыкновенной водой. Опускаем и погружаем оба провода на некотором удалении друг от друга. Спустя время можно заметить, как около минусовой клеммы начинают бурлить небольшие пузырьки воздуха.

Обозначают прямую полярность вообще-то цифрой 1, а обратную — нулем.

Даже, если Вам пришлось купить аккумулятор с обратной полярностью, это не беда, ведь в продаже есть на сегодняшний день специальные переходники с прямой на обратную для того, чтобы добиться правильного размещения токовыводов (удлинители).

Друзья, на этом будем завершать обсуждение нюансов аккумуляторных батарей в авто и полярности. Также мною написана целая серия статей по выбору, проверке и периодичности замены моторного масла. Будем рады встретиться в последующих материалах. Всем удачи!

С уважением, автор блога Андрей Кульпанов

Защита от обратной полярности: как защитить свои цепи, используя только диод

При подключении питания с неправильной полярностью легко сделать ошибку. К счастью, защитить свое устройство от обратной полярности тоже довольно просто.

Плохие вещи могут случиться, если вы измените полярность источника питания вашего устройства. Замена положительного и отрицательного выводов питания, вероятно, является основным методом «выпустить дым» из новой блестящей печатной платы, и на самом деле это лучший сценарий, чем нанесение какого-либо тонкого повреждения, которое приводит к затруднительным или периодическим сбоям. Обратная полярность также может возникнуть после фазы тестирования и разработки. Устройство, как правило, спроектировано таким образом, чтобы предотвратить неправильное подключение кабеля питания конечным пользователем, но даже лучшие из нас могут иногда вставлять батарею, не глядя на диаграмму полярности …

Я предпочитаю использовать любые доступные средства, чтобы сделать обратную полярность физически невозможной, но суть в том, что устройство никогда не будет по-настоящему безопасным, если сама схема не способна выдержать обратное напряжение питания.В этой статье мы рассмотрим два простых, но очень эффективных способа сделать вашу схему устойчивой к ошибкам, связанным с неправильной полярностью источника питания.

Что такое диод защиты от обратной полярности?

Фактически, вы можете получить защиту от обратной полярности с помощью диода. Да, вам нужен только один диод. Это действительно работает, но, конечно, более сложное решение может обеспечить превосходную производительность.

Идея состоит в том, чтобы включить диод последовательно с линией питания.

Если вы не знакомы с этой техникой, сначала это может показаться немного странным: может ли диод изменять полярность приложенного напряжения? Может ли он действительно «изолировать» схему ниже по потоку от приложенного напряжения?

Конечно, он не может «отменить» обратную полярность, но он может, , изолировать остальную цепь от этого состояния просто потому, что он не будет проводить ток, когда напряжение на катоде выше, чем напряжение на аноде.Таким образом, в ситуации обратной полярности разрушительные обратные токи не могут протекать, и напряжение на нагрузке не совпадает с обратным напряжением источника питания, потому что диод функционирует как разомкнутая цепь.

Схема LTspice, показанная выше, позволяет нам исследовать переходное и установившееся поведение схемы диодной защиты. Напряжение источника питания изначально равно 0 В, затем оно резко меняется до –3 В. Моя идея состоит в том, чтобы смоделировать эффект неправильной вставки двух единиц 1.Батарейки 5 В (или одна батарея 3 В). Моделирование включает сопротивление нагрузки (соответствует схеме, потребляющей около 3 мА) и емкость нагрузки (соответствует развязывающим конденсаторам для нескольких ИС).

Вы можете видеть, что некоторый обратный ток (т. Е. Между катодом и анодом) действительно течет через диод. Переходный ток очень мал, а длительный ток минимален. Однако ток течет, и, следовательно, катодная сторона не полностью плавает; вместо этого существует очень небольшое обратное напряжение в цепи нагрузки.Однако это не стационарное состояние. Если мы расширим симуляцию до 300 мс, мы увидим следующее:

Таким образом, когда емкость нагрузки увеличивается и становится разомкнутой, ток падает до нуля (или, точнее, 0,001 фемтоампера, согласно LTspice), и, следовательно, обратное напряжение на нагрузке отсутствует. Вывод состоит в том, что диод не идеален, но, насколько я понимаю, он достаточно близок, потому что я не могу представить, чтобы на любую реалистичную схему отрицательно повлияли ~ 100 мс нескольких микровольт обратной полярности.

Плюсы и минусы

К настоящему времени преимущества этой схемы должны быть очевидны: она дешевая, чрезвычайно простая и очень эффективная. Однако есть определенные недостатки, которые следует учитывать:

Во время нормальной работы диод падает до типичного значения ~ 0,6 В. Это может составлять значительную часть напряжения питания, а при уменьшении напряжения аккумулятора устройство может преждевременно перестать работать.
Любой компонент, на котором наблюдается падение напряжения и протекающий через него ток, потребляет энергию.Если эта рассеиваемая энергия исходит от батареи, диод сокращает срок службы батареи. Это может быть неприемлемым компромиссом для устройств, которые имеют очень низкий риск возникновения обратной полярности.

Защита от обратной полярности с помощью диода Шоттки

Простой способ устранить оба вышеперечисленных недостатка — использовать диод Шоттки вместо обычного диода. Такой подход снижает потери напряжения и рассеиваемую мощность. Я не уверен, насколько низко могут работать диоды Шоттки, но в некоторых случаях прямое напряжение может быть ниже 300 мВ.

Вот новая схема моделирования:

Следующие спецификации дают вам пример характеристик прямого напряжения диода BAT54:

Таблица взята из этого технического описания Vishay.

Вот график переходной и установившейся характеристики схемы защиты от обратной полярности на основе Шоттки.

Вы можете видеть, что обратный ток и обратное напряжение на нагрузке намного больше, чем то, что мы наблюдали с диодом не Шоттки.Этот более высокий обратный ток утечки является известным недостатком диодов Шоттки, хотя в этом конкретном приложении обратный ток все еще намного ниже, чем все, что могло бы вызвать серьезное беспокойство. Поэтому, когда дело доходит до защиты от обратной полярности, безусловно, предпочтительнее диоды Шоттки.

Заключение

Мы убедились, что одиночный диод — это удивительно эффективный способ включения защиты от обратной полярности в схему источника питания устройства. Диоды Шоттки имеют более низкое прямое напряжение и, следовательно, обычно являются лучшим выбором, чем обычные диоды.Сотрудник AAC, имеющий опыт работы с этими схемами, рекомендует p / n 1N4001 (если по какой-то причине вы хотите использовать нормальный диод) или p / n MBRA130 (это диод Шоттки).

Введение в диоды и выпрямители | Диоды и выпрямители

Все о диодах

Диод — это электрическое устройство, позволяющее току , проходить через него в одном направлении с гораздо большей легкостью, чем в другом. Наиболее распространенным типом диодов в современной схемотехнике является полупроводниковый диод , хотя существуют и другие диодные технологии.Полупроводниковые диоды обозначены на схематических диаграммах, таких как рисунок ниже. Термин «диод» обычно зарезервирован для малосигнальных устройств, I ≤ 1 A. Термин выпрямитель используется для силовых устройств, I> 1 A.

Схематический символ полупроводникового диода: стрелки указывают направление тока.

При включении в простую схему «батарея-лампа» диод пропускает или предотвращает прохождение тока через лампу, в зависимости от полярности приложенного напряжения.(рисунок ниже)

Работа диода: а) ток разрешен; диод смещен в прямом направлении. (b) Текущий поток запрещен; диод имеет обратное смещение.

Когда полярность батареи такова, что ток может течь через диод, диод называется с прямым смещением . И наоборот, когда батарея находится «в обратном направлении» и диод блокирует ток, говорят, что диод смещен в обратном направлении . Диод можно рассматривать как переключатель: «замкнут» при прямом смещении и «разомкнут» при обратном смещении.

Направление стрелки символа диода указывает направление тока в обычном потоке. Это соглашение справедливо для всех полупроводников, на схемах которых есть «наконечники стрел». Обратное верно, когда используется поток электронов, когда направление тока направлено против «стрелки».

Гидравлический обратный клапан Аналог

Поведение диода аналогично поведению гидравлического устройства, называемого обратным клапаном . Обратный клапан позволяет жидкости проходить через него только в одном направлении, как показано на рисунке ниже.

Аналогия с гидравлическим обратным клапаном: (a) Допустимый ток. (b) Текущий поток запрещен.

Обратные клапаны — это, по сути, устройства, работающие под давлением: они открываются и пропускают поток, если давление на них имеет правильную «полярность» для открытия задвижки (в показанной аналогии давление жидкости справа больше, чем слева). Если давление имеет противоположную «полярность», перепад давления на обратном клапане закроется и будет удерживать заслонку, так что потока не будет.

Как и обратные клапаны, диоды, по сути, представляют собой устройства, работающие от давления (напряжения). Существенная разница между прямым и обратным смещением заключается в полярности падения напряжения на диоде. Давайте подробнее рассмотрим простую схему батарея-диод-лампа, показанную ранее, на этот раз исследуя падение напряжения на различных компонентах на рисунке ниже.

Измерения напряжения диодной цепи: (a) Прямое смещение. (b) Обратное смещение.

Конфигурация диода прямого смещения

Диод с прямым смещением проводит ток и понижает на нем небольшое напряжение, в результате чего большая часть напряжения батареи падает на лампе.Если полярность батареи меняется на противоположную, диод становится смещенным в обратном направлении и сбрасывает все напряжения батареи, не оставляя лампе ничего. Если мы считаем диод самодействующим переключателем (замкнутым в режиме прямого смещения и разомкнутым в режиме обратного смещения), такое поведение имеет смысл. Наиболее существенное различие заключается в том, что диод при проводке падает намного больше напряжения, чем средний механический переключатель (0,7 вольт против десятков милливольт).

Это падение напряжения прямого смещения, проявляемое диодом, связано с действием области обеднения, образованной P-N переходом под влиянием приложенного напряжения.Если на полупроводниковый диод не подается напряжение, вокруг области P-N-перехода существует тонкая обедненная область, предотвращающая протекание тока. (Рисунок ниже (а)) Область обеднения почти лишена доступных носителей заряда и действует как изолятор:

Изображения диодов: модель PN-перехода, схематическое обозначение, физическая часть.

Схематическое обозначение диода показано на рисунке выше (b), так что анод (указывающий конец) соответствует полупроводнику P-типа в точке (a). Катодный стержень, не указывающий конец, в точке (b) соответствует материалу N-типа в точке (a). Также обратите внимание, что катодная полоса на физической части (c) соответствует катоду на символе.

Конфигурация диода обратного смещения

Если напряжение обратного смещения приложено к переходу P-N, эта область истощения расширяется, дополнительно сопротивляясь любому току через нее. (Рисунок ниже)

Область истощения расширяется с обратным смещением.

прямое напряжение

И наоборот, если напряжение прямого смещения приложено к переходу P-N, область обеднения сжимается, становясь тоньше.Диод становится менее резистентным к проходящему через него току. Для того, чтобы через диод шел устойчивый ток; тем не менее, область истощения должна быть полностью сжата под действием приложенного напряжения. Для этого требуется определенное минимальное напряжение, называемое прямым напряжением , как показано на рисунке ниже.

Увеличение прямого смещения от (a) до (b) уменьшает толщину обедненной области.

Для кремниевых диодов типичное прямое напряжение составляет 0,7 В, номинальное.Для германиевых диодов прямое напряжение составляет всего 0,3 вольта. Химическая составляющая P-N перехода, составляющего диод, определяет его номинальное значение прямого напряжения, поэтому кремниевые и германиевые диоды имеют такие разные прямые напряжения. Прямое падение напряжения остается примерно постоянным для широкого диапазона токов диодов, что означает, что падение напряжения на диоде не похоже на падение напряжения на резисторе или даже на обычном (замкнутом) переключателе. Для наиболее упрощенного анализа схемы падение напряжения на проводящем диоде можно считать постоянным при номинальном значении и не связанным с величиной тока.

Диодное уравнение

На самом деле, прямое падение напряжения более сложное. Уравнение описывает точный ток через диод с учетом падения напряжения на переходе, температуры перехода и нескольких физических констант. Это широко известно как уравнение диода :

Термин kT / q описывает напряжение, возникающее в переходе P-N из-за действия температуры, и называется термическим напряжением или Vt перехода.При комнатной температуре это примерно 26 милливольт. Зная это и принимая коэффициент «неидеальности» равным 1, мы можем упростить уравнение диода и переписать его как таковое:

Вам не нужно знать «уравнение диода» для анализа простых диодных цепей. Просто поймите, что падение напряжения на токопроводящем диоде влияет на в зависимости от величины тока, проходящего через него, но это изменение довольно мало в широком диапазоне токов. Вот почему во многих учебниках просто говорится, что падение напряжения на проводящем полупроводниковом диоде остается постоянным на уровне 0.7 вольт для кремния и 0,3 вольт для германия.

Тем не менее, некоторые схемы намеренно используют присущее P-N переходу экспоненциальное соотношение тока / напряжения и, таким образом, могут быть поняты только в контексте этого уравнения. Кроме того, поскольку температура является фактором в уравнении диода, смещенный в прямом направлении P-N переход может также использоваться в качестве устройства измерения температуры и, таким образом, может быть понят, только если у человека есть концептуальное представление об этой математической зависимости.

Работа с обратным смещением

Диод с обратным смещением предотвращает прохождение тока через него из-за расширенной области обеднения.На самом деле очень небольшой ток может проходить и проходит через диод с обратным смещением, называемый током утечки , но его можно игнорировать для большинства целей.

Способность диода выдерживать напряжения обратного смещения ограничена, как и для любого изолятора. Если приложенное напряжение обратного смещения становится слишком большим, диод испытывает состояние, известное как пробой (рисунок ниже), которое обычно является деструктивным.

Максимальное напряжение обратного смещения диода известно как Peak Inverse Voltage или PIV , и его можно получить у производителя.Как и прямое напряжение, рейтинг PIV диода зависит от температуры, за исключением того, что PIV увеличивается на с повышением температуры и уменьшается на , когда диод становится холоднее, что в точности противоположно прямому напряжению.

Диодная кривая: показывает перегиб при прямом смещении 0,7 В для Si и обратный пробой.

Обычно рейтинг PIV обычного «выпрямительного» диода составляет не менее 50 В при комнатной температуре. Диоды с рейтингом PIV в несколько тысяч вольт доступны по скромным ценам.

ОБЗОР:

Диод — это электрический компонент, действующий как односторонний клапан для тока.
Когда напряжение подается на диод таким образом, что диод пропускает ток, говорят, что диод смещен в прямом направлении .
Когда напряжение подается на диод таким образом, что диод запрещает ток, говорят, что диод имеет обратное смещение .
Напряжение, падающее на проводящий диод с прямым смещением, называется прямым напряжением .Прямое напряжение диода изменяется незначительно при изменении прямого тока и температуры и фиксируется химическим составом P-N перехода.
имеют прямое напряжение примерно 0,7 В.
составляет примерно 0,3 В.
Максимальное напряжение обратного смещения, которое диод может выдержать без «пробоя», называется номинальным значением пикового обратного напряжения или PIV .

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Аналог

— Использование диодов для защиты от обратной полярности

Я хочу защитить свою схему от обратной полярности, просто добавив два диода параллельно между входными кабелями + и -.Таким образом, если полярность поменять, ток пройдет через эти диоды при высоком токе и сожжет предохранитель. Поменяйте предохранитель и поменяйте полярность, и все должно быть в порядке.

Такой тип защиты от обратной полярности (т.е. основанный на пережигании / замене предохранителя) следует использовать, если это «действительно» необходимо. (Например, в течение 8 лет моего опыта проектирования аппаратной части автомобильной электроники меня попросили спроектировать такую защиту только один раз, и это было «спецзаказом» заказчика) .

Как бы то ни было, вы обратили внимание, что одной замены предохранителя может быть недостаточно. Диоды могут закоротить еще до того, как сгорел предохранитель. Чтобы защитить также диоды, вы можете использовать PTC на основе R esettable F . Восстанавливаемые предохранители нагреваются, когда через них протекает большой ток, и они становятся высокоомным элементом, блокирующим ток. Они также помогают снизить пусковой ток, потребляемый батареей. RF можно «перезагрузить», дав им остыть, отключив питание.В зависимости от компонента, их можно легко остудить, прежде чем вы измените полярность и примените снова.

^{смоделировать эту схему — Схема, созданная с помощью CircuitLab}

Поскольку ток, потребляемый из остальной цепи, будет проходить через RT во время нормальной работы, его следует выбирать осторожно. Окружающая среда важна, потому что ток срабатывания РЧ будет уменьшаться в высокотемпературных средах. Вы же не хотите, чтобы он блокировал текущий поток во время нормальной работы, верно?

Или…

Вы можете использовать более простое и лучшее решение, как указано в ответе Voltage Spike. Эта схема также может быть построена с использованием полевых МОП-транзисторов. NMOSFET проще найти и дешевле.

^{смоделировать эту схему}

Когда вы впервые подаете напряжение питания с правильной полярностью, полевой МОП-транзистор выключен, напряжения затвора и истока полевого МОП-транзистора не определены. Но поскольку ток сначала будет протекать через смещенный в прямом направлении внутренний диод сток-исток (стабилитрон) полевого МОП-транзистора, напряжение на выводе истока полевого МОП-транзистора будет почти нулевым.После этого первого цикла протекания тока напряжение затвора полевого МОП-транзистора будет выше, чем напряжение его источника. Таким образом, MOSFET включится, и он закоротит внутренний диод, тогда схема будет работать нормально. Вот как MOSFET позволяет току течь с питанием правильной полярности. Если вы подаете напряжение питания с обратной полярностью, внутренний диод сток-исток будет блокировать прохождение тока, поэтому схема никогда не будет работать. Обратите внимание, что напряжение пробоя полевого МОП-транзистора (VBRDSS) должно быть выше, чем напряжение батареи (например,грамм. MOSFET на 40 В может быть достаточно для ваших нужд).

Защита от обратной полярности в автомобильном дизайне

Когда его забрали, Клайд понял, что не использовать этот защитный полевой транзистор, чтобы сэкономить 0,35 доллара, было плохим дизайнерским решением. (Предоставлено Autoevolution)

Электроника и автомобили имеют долгую историю: автомобильные радиоприемники начали появляться в 1930-х годах, а первое электронное зажигание было испытано компанией Delco Remy в 1948 году. Темпы роста ускорились в середине 1980-х годов с появлением первого электронного двигателя — блоки управления, а теперь электронные компоненты составляют около 35% от общей стоимости автомобиля.

Практически все электронное оборудование в автомобиле полагается на аккумулятор в качестве основного источника энергии и, следовательно, должно быть защищено от ряда сбоев, связанных с аккумулятором. Подключение с обратной полярностью — одно из таких событий, которое может произойти при установке новой батареи, повторном подключении оригинальной батареи после ремонта или во время запуска от внешнего источника.

Для защиты от возможных аварий все автомобильные электронные модули включают схемы для защиты от подключений с обратной полярностью.В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные схемы и их рабочие характеристики.

Стандартные тесты обратной полярности

Электронные модули

должны пройти серию строгих квалификационных испытаний, чтобы быть допущенными к использованию в автомобилях. Наиболее распространенный тест на обратную полярность определяется стандартом ISO 16750-2. Для систем на 12 В модуль должен выдерживать –14 В на входе V _BAT в течение 60 секунд без повреждений. Для систем на 24 В тест требует –28 В в течение 60 секунд.

Но это только часть истории. Несмотря на то, что схема обратной полярности не предназначена для защиты от других типов перенапряжения, она также должна выдерживать отрицательные электрические импульсы, требуемые другими стандартными испытаниями, такими как ISO 7637-2, который регулирует кондуктивные электрические переходные процессы. Испытательный импульс 1 ISO 7637-2 имитирует переходные процессы, вызванные отключением батареи от индуктивной нагрузки, и достигает –100 В. Испытательный импульс 3a имитирует переходные процессы переключения и расширяется до –150 В.

Существуют различные варианты защиты последующих цепей от обратной полярности. Конечно, ISO — не единственная организация по стандартизации. В Японии действуют стандарты JASO, а у основных производителей автомобилей есть собственные квалификационные тесты, но в большинстве случаев они аналогичны стандартам ISO.

Диодная защита

Самая простая схема защиты — это диод, включенный последовательно с батареей (рис. 1) . Как обсуждалось ранее, напряжение обратного пробоя последовательного защитного диода должно быть не менее 150 В, чтобы соответствовать требованиям ISO7637-2.

1. Стандартный диод, включенный последовательно с линией батареи, является самой простой схемой; Диод Шоттки с его более низким прямым напряжением является предпочтительным решением (любезно предоставлено TI)

В нормальных условиях диод смещен в прямом направлении. В условиях обратной батареи диод становится смещенным в обратном направлении, и ток не течет.

Этот подход чрезвычайно прост, но имеет два основных недостатка. Обычный диод имеет прямое падение напряжения 0,7 В, что снижает напряжение на нагрузке.Это может быть проблемой при определенных условиях, например, при холодном запуске при слабой батарее. Кроме того, из-за этого падения страдает эффективность любой схемы питания после диода (например, повышающего преобразователя).

Чтобы свести к минимуму эти недостатки, во многих конструкциях используется диод Шоттки, который имеет меньшее падение прямого напряжения, чем стандартный диод, но более дорогой. Падение прямого напряжения Шоттки немного увеличивается с увеличением тока; типичное автомобильное устройство может давать потери мощности от 2% до 3%.Если рассеивание мощности через один диод слишком велико, несколько диодов могут быть подключены параллельно.

Защита MOSFET

МОП-транзистор — лучшая альтернатива диоду. Прямое напряжение в открытом состоянии в MOSFET зависит от его r _{DS (ON)}, что дает падение напряжения r _{DS (ON)} × I _LOAD, что намного меньше, чем у диода Шоттки.

Недостатком является то, что полевой МОП-транзистор является трехконтактным и более дорогим, чем диод.Кроме того, для включения полевого транзистора необходимо подать соответствующее напряжение на затвор, что может быть проблемой в зависимости от полевого транзистора и схемы.

P-канальный МОП-транзистор

2. МОП-транзистор с p-каналом представляет собой простую альтернативу диоду. Напряжение затвора подключается к отрицательной клемме аккумулятора, чтобы дать отрицательный VGS и включить устройство при подаче питания от аккумулятора. (Предоставлено TI)

Самый простой вариант MOSFET — использовать p-канальное устройство в линии батареи (рис.2) . Преимущество использования полевого МОП-транзистора с p-каналом состоит в том, что он не требует схемы драйвера. PFET включается подачей отрицательного напряжения затвор-исток (V _GS). Подключив штырь затвора к земле, устройство будет полностью включено, когда батарея подключена нормально.

Как и все полевые МОП-транзисторы, полевой транзистор содержит внутренний диод, который в данной конфигурации смещен в прямом направлении. При первом включении питания от батареи внутренний диод в корпусе будет проводить до тех пор, пока канал не включится и не закоротит диод.В условиях обратной полярности корпусный диод имеет обратное смещение, и V _GS будет положительным, выключая устройство.

Устройства с P-каналом более эффективны, чем устройства с n-каналом, особенно в условиях высокого тока нагрузки и низкого напряжения, которые часто возникают во время старт-стопного или холодного запуска.

N-канальное решение MOSFET

В PFET ток протекает через дырки, а не через электроны. Подвижность дырки примерно вдвое меньше подвижности электрона; следовательно, n-канальное устройство будет иметь половину r _{DS (ON)} эквивалентного p-канала.

Другими словами, PFET примерно в два раза больше NFET для достижения того же импеданса. Поскольку стоимость зависит от размера кристалла, PFET также стоит дороже при аналогичной емкости. Современный NFET может достигать r _{DS (ON)} около 3 мОм, что приводит к потерям мощности 0,5% или меньше. Кроме того, доступно большое количество разнообразных устройств.

3. n-канальный полевой транзистор в обратном тракте также является простым решением, но может привести к сбоям в работе чувствительных датчиков (любезно предоставлено TI)

Существует два способа использования NFET в схеме защиты от обратной полярности.Проще всего его можно подключить к заземляющему обратному тракту (рис. 3) . Работа аналогична работе PFET; поскольку затвор подключен к линии батареи, в схеме драйвера нет необходимости.

Как и раньше, на полевом транзисторе видно напряжение r _{DS (ON)} × I _LOAD, повышая контрольную точку заземления для всех внутренних цепей. Это может быть проблемой, потому что многие автомобильные датчики и переключатели используют местное заземление в качестве эталона, что может вызвать ошибку измерения или неисправность.

Чтобы избежать этой возможности и использовать NFET в линии батареи, необходимо добавить схему возбуждения, чтобы поднять напряжение затвора выше напряжения батареи и включить устройство.

Дискретное решение — вариант, но часто проще объединить дискретный NFET со специализированным контроллером IC (рис. 4) . Эта комбинация имитирует идеальный диодный выпрямитель при последовательном подключении к источнику питания. TI LM74610-Q1 — одно из таких устройств.

4. Контроллер и n-канальный полевой МОП-транзистор в линии батареи имитируют «идеальный» выпрямитель.(Предоставлено TI)

Добавление дискретного или интегрированного управления затвором немного увеличивает сложность, но обеспечивает превосходные характеристики по сравнению с PFET или диодом Шоттки. В приложениях с высокой мощностью это также устраняет необходимость в диодных радиаторах или больших тепловых медных участках на печатной плате.

Во время работы напряжение на истоке и стоке MOSFET постоянно контролируется анодными и катодными выводами контроллера. Внутренняя накачка заряда обеспечивает управление затвором для внешнего полевого МОП-транзистора, но включается только тогда, когда она накапливает энергию во внешнем конденсаторе накачки заряда V _CAP.Эта накопленная энергия используется для управления затвором полевого МОП-транзистора.

Прямая проводимость в основном осуществляется через полевой МОП-транзистор. Основной диод проводит только во время работы подкачки заряда, примерно в 2% случаев.

В любой цепи, в которой используется переключение, потенциальное беспокойство вызывает электромагнитные помехи. Однако в этом приложении потребляемая мощность очень мала, а нагнетательный насос работает нечасто, что сводит к минимуму генерацию шума.

Заключение

Все электронные модули, предназначенные для использования в автомобилях, должны быть оборудованы схемами, защищающими от стандартных форм электрического перенапряжения.Защита от обратной полярности может быть реализована с помощью ряда простых схем и должна быть стандартной частью любой конструкции.

Анализ ошибок: защита от обратной полярности

Вы можете многому научиться на своих инженерных ошибках. Эдвард Рингель, врач из штата Мэн, США, любитель электроники, недавно рассказал нам, как «защититься от ошибок» с помощью «компонента за 0,50 доллара и 30 секунд пайки».

Члены глобального сообщества профессиональных инженеров, студентов технических вузов, ученых и производителей Elektor знают, как важно учиться на своих инженерных ошибках.Эдвард Рингель, врач и любитель электроники из штата Мэн, США, недавно рассказал нам, как «защититься от ошибок» и защитить от обратной полярности с помощью «компонента за 0,50 доллара и 30 секунд пайки». Читайте дальше, чтобы узнать больше.

Проблема обратной полярности «Я поджаривал больше компонентов больше раз, чем мне хотелось бы помнить во время создания прототипа, потому что кратковременная потеря бдительности привела к тому, что мои выводы источника питания поменяли местами. Это не такая большая проблема при создании окончательной сборки, но во время экспериментов легко отвлечься, взволновать или просто сделать глупую ошибку.Затем меня приветствует неприятный запах жареного пластика и силикона. В частности, в сложных проектах или проектах, в которых используются дорогие компоненты, я теперь подключаю диод Шоттки последовательно с положительной стороной источника питания. Диоды Шоттки имеют небольшое падение напряжения и часто позволяют V _pos оставаться в пределах рабочих характеристик компонентов без модификации источника питания. Если компонент или плата более привередливы, напряжение источника питания можно увеличить на 0,2 В (хотя это бывает редко.) Schottkys бывают разных классов мощности и дешевы. Кто-то может возразить, что я заменяю компоненты наблюдательностью или осторожностью. В некоторой степени это правда. Однако самый тщательный анализ человеческой ошибки показывает, что ошибку нельзя свести к нулю, и что создание средств защиты и сетей безопасности для обнаружения и защиты от ошибок так же важно, как и само уменьшение ошибок. Итак, если компонент за 0,50 доллара и 30 секунд пайки (обещаю, без свинца!) Могут защитить мой Teensy 3.6, как это было всего пару недель назад, я за это.»- Эдвард Рингель

Подробнее об обратной полярности и диодах Шоттки Хотите узнать больше о обратной полярности, диодах и диодах Шоттки? Ознакомьтесь с этими ресурсами:

Подпишитесь на бирку диодов на сайте Elektor для будущих обновлений.

Хотите рассказать сообществу Elektor о своих ошибках и уроках, связанных с электроникой? Независимо от того, являетесь ли вы профессиональным инженером, студентом или любителем, мы хотим услышать ваше мнение. Заполните нашу форму «Анализ ошибок» и расскажите нам о своем опыте.

Тестовые диоды

Изучив этот раздел, вы должны уметь:
• Опишите методы тестирования диодов с помощью цифровых или аналоговых мультиметров.
• Распознавайте типичные неисправности диодов.
• Обрыв цепи.
• Короткое замыкание.
• Дырявый.

Рис.2.8.1 Цифровой измеритель

Мультиметр для проверки диодов

Диоды можно проверить с помощью мультиметра. Обычно проверяется сопротивление диода в прямом и обратном направлениях. Однако при тестировании диодов следует помнить о нескольких моментах.

С цифровыми измерителями

Большинство цифровых мультиметров подходят для тестирования диодов и во многих случаях имеют специальный диапазон «тестирования диодов», обычно отмеченный символом диода.Этот диапазон всегда следует использовать при тестировании диодов или любого другого полупроводникового прибора. Причина этого в том, что измеритель проверяет диод, подавая напряжение на диодный переход. Нормальные напряжения, используемые измерителем в других диапазонах сопротивления, могут быть недостаточно высокими, чтобы преодолеть потенциал прямого перехода диода, и поэтому диод не будет проводить, даже в прямом направлении. Это указывало бы на то, что диод был разомкнут (очень высокое сопротивление). Если используется диапазон диодов, испытательное напряжение, подаваемое измерителем, в большинстве случаев будет достаточно высоким, чтобы преодолеть потенциал прямого перехода, и диод будет проводить.Следовательно, в прямом направлении (положительный вывод измерителя к аноду диода и отрицательный вывод к катоду) можно измерить сопротивление диода.

Фактическое значение сопротивления будет зависеть от наклона прямой характеристики диода при напряжении, подаваемом измерителем, и поэтому будет варьироваться от устройства к устройству и от измерителя к измерителю, поэтому точное значение не может быть дано. При измерении исправного кремниевого диода (не подключенного к какой-либо цепи) можно ожидать показания в прямом направлении примерно от 500 Ом до 1 кОм, аналогичного или немного меньшего для германиевых диодов.Если провода измерителя перевернуты, следует ожидать выхода за пределы диапазона (бесконечность) или разомкнутой цепи (обычно отображается на дисплее вроде «1» на цифровом измерителе, как показано на рис. 2.8.1).

Если диод уже включен в цепь, на измеренные сопротивления, всегда при выключенной цепи, будут влиять любые параллельные пути. Следовательно, показания будут ниже указанных выше. Однако очень низкие или нулевые показания могут указывать на короткое замыкание диода (наиболее частая неисправность диодов), поэтому стоит удалить хотя бы один конец диода из цепи, если нет другой очевидной причины очень низкого показания. цепи и еще раз проверьте прямое и обратное сопротивление диода.

с аналоговыми приборами

Рис. 2.8.2 Аналоговый счетчик

Если аналоговый измеритель используется для тестирования, необходимо помнить, что, поскольку ноль на шкале сопротивления и напряжения меняются местами из-за внутренней работы измерителя, полярность зондов при использовании аналоговых измерителей для измерения сопротивления также меняется на противоположную. по сравнению с цифровыми счетчиками. Поэтому при измерении сопротивления диода аналоговым измерителем в любом диапазоне ЧЕРНЫЙ провод является положительным, а КРАСНЫЙ — отрицательным.Это означает, что черный провод должен быть подключен к аноду, а красный — к катоду для измерения ПЕРЕДНЕГО сопротивления диода. Некоторые аналоговые измерители имеют определенный диапазон тестирования диодов, но большинство аналоговых измерителей вполне подходят для тестирования диодов. Наиболее подходящий аналоговый диапазон обычно указывается в инструкциях для пользователя, но, как и в случае с цифровыми измерителями, необходимо проверить фактическое напряжение, используемое в диапазоне тестирования, чтобы понять его влияние на ожидаемое прямое и обратное сопротивление.

ПРИМЕЧАНИЕ: приведенный выше абзац относится только к истинным аналоговым измерителям, многие современные «аналоговые» модели, как правило, являются цифровыми измерителями с аналоговым дисплеем. В этом случае следует следовать методу, описанному для цифровых счетчиков. Какой у вас счетчик? Можно использовать простой тест сопротивления заведомо исправного диода; подключите черный отрицательный вывод к катоду, а красный положительный вывод к аноду. Если измеритель показывает ожидаемое прямое сопротивление, полярность проводов измерителя не изменена.

Это также является обычным явлением для измерения прямого сопротивления некоторых светодиодов, особенно таких, как синие светодиоды, у которых есть более высокий потенциал прямого перехода, который во время тестирования кажется очень высоким (бесконечным), если напряжение измерителя на диодном диапазоне низкое, даже когда светодиод в порядке.Однако измеритель с испытательным напряжением около 3 В должен давать некоторое свечение светодиода. Также доступны некоторые мультиметры, которые вместо отображения сопротивления диода в диапазоне проверки диода отображают потенциал перехода (в вольтах). Поэтому важно убедиться, что вы знаете, какие условия использует измеритель, прежде чем тестировать какие-либо полупроводники.

Рис. 2.8.3 Подключение цифрового измерителя

для проверки диода

Проведение тестов

На схеме ниже показано, как подключить цифровой измеритель для проверки диода.Следует помнить о нескольких вещах:

• Убедитесь, что вы используете диодный диапазон.
• Используя цифровой измеритель, подключите черный провод к катоду, а красный — к аноду (прямое смещение — около 1 кОм).
• Поменяйте местами подключения счетчика (обратное смещение — бесконечное считывание).

ПОМНИТЕ — Если вы используете аналоговый измеритель для измерения сопротивления, полярность измерительных проводов меняется на обратную.

НЕКОТОРЫЕ СЧЕТЧИКИ, при измерении сопротивления диода, дают показание, указывающее потенциал перехода (в вольтах) вместо сопротивления диода (в Ом). ПРОВЕРЬТЕ ИНСТРУКЦИИ К СЧЕТЧИКУ, чтобы быть уверенным в том, что показывает показание измерителя.

Определение соединений диодов

Рис. 2.8.4 Маркировка полярности диодов.

Катодное соединение диода маркируется различными способами. В случае мостового выпрямителя входные клеммы переменного тока и выходные клеммы постоянного тока обычно помечены символом синусоидальной волны и знаками плюс / минус соответственно, как показано.

Мостовые выпрямители

можно тестировать как обычные диоды, если каждый диод тестируется отдельно.Контакты на корпусе необходимо сравнить со схемой внутреннего расположения четырех диодов, как показано на рис. 2.8.4, чтобы вы могли проверить прямое и обратное сопротивление каждого диода. Одиночные диоды обычно обозначаются полосой для обозначения катода, но в выпрямителях шпилечного типа на корпусе обычно печатается символ диода.

Индикация неисправностей

Короткое замыкание

Диоды могут быть повреждены высоким напряжением, особенно диоды, работающие с высоким напряжением или мощными приложениями, такими как источники питания, и в результате обычно происходит короткое замыкание 0 Ом при измерении в любом направлении.Когда диод в источнике питания замыкается накоротко, могут протекать большие токи и возникают очевидные повреждения, такие как «сварившиеся» диоды и / или перегоревшие предохранители. Неповрежденные короткозамкнутые диоды показывают 0 Ом или очень низкое сопротивление как в прямом, так и в обратном направлении.

Обрыв цепи

Иногда диоды (особенно малосигнальные диоды) могут размыкать цепь и показывать очень высокое сопротивление или бесконечность (отображается цифрой 1 на цифровых индикаторах) как в прямом, так и в обратном направлении.

Дырявый

Иногда сигнальный диод может стать «негерметичным». Хотя его прямое сопротивление может быть нормальным, его обратное сопротивление может быть ниже ожидаемой бесконечности. Этот тип неисправности обычно ограничивается небольшими сигнальными диодами, поскольку, если силовые диоды выходят из строя, дополнительный обратный ток почти наверняка будет генерировать достаточно тепла, чтобы быстро разрушить диод. В диодах с малым сигналом эта неисправность может быть надежно измерена только при удалении диода из схемы, поскольку параллельные сопротивления любых других компонентов, подключенных поперек диода, будут иметь тенденцию давать более низкое, чем ожидалось, обратное сопротивление.

Тестирование стабилитронов

Все стабилитроны имеют определенное напряжение, и если напряжение, измеренное на них в рабочих условиях, выше, чем указанное в руководстве по схеме (или на диоде, если вы видите маркировку), то диод неисправен (возможно, разомкнутая цепь) и подлежит замене. Стабилитроны имеют такие же короткое замыкание и обрыв цепи, что и другие диоды, но, кроме того, могут стать «шумными». Обычно очень стабильное напряжение на них страдает от очень быстрых колебаний, аналогичных постоянным шипениям «фонового шума» при плохом звуковом сигнале.Поскольку стабилитроны часто используются для стабилизации линий электропитания, эти быстрые колебания напряжения могут вызвать странные неисправности, в зависимости от того, что подается от рассматриваемого источника питания. Мораль такова: если цепь ведет себя странно и подозревается шум в источнике питания, проверьте любой стабилитрон, стабилизирующий эту линию, заменив его заведомо исправным диодом.

Тестирование светодиодов

Тестирование светодиодов описано в Модуле диодов 2.5

Начало страницы

диодов — учимся.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 61

Введение

После того, как вы перейдете от простых пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, пора перейти в удивительный мир полупроводников. Одним из наиболее широко используемых полупроводниковых компонентов является диод.

В этом уроке мы рассмотрим:

Что такое диод !?
Теория работы диодов
Важные свойства диода
Различные типы диодов
Как выглядят диоды
Типичные применения диодов

Что такое схема?

Каждый электрический проект начинается со схемы. Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещающее наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это непростой вопрос, но этот урок прольет на него некоторый свет!

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения целостности цепи, напряжения, сопротивления и тока.

Хотите изучить различные диоды?

Идеальные диоды

Ключевая функция идеального диода — управлять направлением потока тока . Ток, проходящий через диод, может идти только в одном направлении, называемом прямым направлением. Ток, пытающийся течь в обратном направлении, заблокирован. Они похожи на односторонний клапан электроники.

Если напряжение на диоде отрицательное, ток не может течь *, и идеальный диод выглядит как разомкнутая цепь.В такой ситуации говорят, что диод отключен от или смещен в обратном направлении .

Пока напряжение на диоде не отрицательное, он «включается» и проводит ток. В идеале * диод должен действовать как короткое замыкание (0 В на нем), если он проводит ток. Когда диод проводит ток, он смещен в прямом направлении (жаргон электроники означает «включено»).

Соотношение тока и напряжения идеального диода. Любое отрицательное напряжение дает нулевой ток — разрыв цепи.Пока напряжение неотрицательно, диод выглядит как короткое замыкание.

Характеристики идеального диода
Рабочий режим	Вкл. (Смещение вперед)	Выкл.	В = 0	В
Диод выглядит как	Короткое замыкание	Обрыв цепи

Символ цепи

Каждый диод имеет две клеммы — соединения на каждом конце компонента — и эти клеммы поляризованы , что означает, что эти две клеммы совершенно разные.Важно не перепутать соединения на диоде. Положительный конец диода называется анодом , а отрицательный конец называется катодом . Ток может течь от конца анода к катоду, но не в другом направлении. Если вы забыли, в каком направлении протекает ток через диод, попробуйте вспомнить мнемоническое обозначение ACID : «анодный ток в диоде» (также анодный катод — это диод ).

Обозначение цепи стандартного диода представляет собой треугольник, соприкасающийся с линией.Как мы расскажем позже в этом руководстве, существует множество типов диодов, но обычно их обозначение схемы будет выглядеть примерно так:

Вывод, входящий в плоский край треугольника, представляет собой анод. Ток течет в направлении, указанном треугольником / стрелкой, но не может идти в обратном направлении.

Выше приведены несколько простых примеров схем диодов. Слева диод D1 смещен в прямом направлении и пропускает ток через цепь. По сути это похоже на короткое замыкание.Справа диод D2 имеет обратное смещение. Ток не может течь по цепи, и она выглядит как разомкнутая цепь.

* Внимание! Звездочка! Не совсем так … К сожалению, идеального диода не существует. Но не волнуйтесь! Диоды действительно настоящие, у них просто есть несколько характеристик, которые заставляют их работать немного хуже, чем наша идеальная модель …

Реальные характеристики диода

В идеале , диоды будут блокировать любой ток, текущий в обратном направлении, или просто действовать как короткое замыкание, если ток идет вперед.К сожалению, реальное поведение диодов не совсем идеальное. Диоды действительно потребляют некоторое количество энергии при проведении прямого тока, и они не будут блокировать весь обратный ток. Реальные диоды немного сложнее, и все они имеют уникальные характеристики, которые определяют, как они на самом деле работают.

Соотношение тока и напряжения

Наиболее важной характеристикой диода является его вольт-амперная зависимость ( i-v ). Это определяет ток, протекающий через компонент, с учетом того, какое напряжение на нем измеряется.Резисторы, например, имеют простую линейную зависимость i-v … Закон Ома. Кривая i-v диода, однако, не является линейной для . Выглядит это примерно так:

Вольт-амперная зависимость диода. Чтобы преувеличить несколько важных моментов на графике, масштабы как в положительной, так и в отрицательной половине не равны.

В зависимости от приложенного к нему напряжения диод будет работать в одном из трех регионов:

Прямое смещение : Когда напряжение на диоде положительное, диод включен, и ток может протекать через него.Напряжение должно быть больше прямого напряжения (V _F), чтобы ток был значительным.
Обратное смещение : Это режим «выключения» диода, при котором напряжение меньше V _F, но больше -V _BR. В этом режиме ток (в основном) заблокирован, а диод выключен. Очень небольшой ток (порядка нА), называемый током обратного насыщения, может протекать через диод в обратном направлении.
Пробой : Когда напряжение, приложенное к диоду, очень большое и отрицательное, большой ток может течь в обратном направлении, от катода к аноду.

прямое напряжение

Чтобы «включиться» и провести ток в прямом направлении, диод требует приложения определенного количества положительного напряжения. Типичное напряжение, необходимое для включения диода, называется прямым напряжением (V _F).Его также можно было бы назвать либо напряжения включения , либо напряжения включения .

Как мы знаем из кривой i-v , сквозной ток и напряжение на диоде взаимозависимы. Больше тока означает большее напряжение, меньшее напряжение означает меньший ток. Однако, когда напряжение приближается к номинальному прямому напряжению, большое увеличение тока по-прежнему должно означать лишь очень небольшое увеличение напряжения. Если диод полностью проводящий, обычно можно предположить, что напряжение на нем соответствует номинальному прямому напряжению.

Мультиметр с настройкой диода можно использовать для измерения (минимума) прямого падения напряжения на диоде.
Конкретный диод V _F зависит от того, из какого полупроводникового материала он сделан. Обычно кремниевый диод имеет напряжение V _F около 0,6–1 В . Диод на основе германия может быть ниже, около 0,3 В. Диод типа также имеет некоторое значение для определения прямого падения напряжения; светоизлучающие диоды могут иметь гораздо больший V _F, в то время как диоды Шоттки разработаны специально, чтобы иметь гораздо более низкое, чем обычно, прямое напряжение.
Напряжение пробоя
Если к диоду приложить достаточно большое отрицательное напряжение, он поддастся и позволит току течь в обратном направлении. Это большое отрицательное напряжение называется напряжением пробоя . Некоторые диоды на самом деле предназначены для работы в области пробоя, но для большинства нормальных диодов не очень полезно подвергать их большим отрицательным напряжениям.
Для нормальных диодов это напряжение пробоя составляет от -50 В до -100 В или даже более отрицательное.
Таблицы данных диодов
Все вышеперечисленные характеристики должны быть подробно описаны в даташите на каждый диод. Например, в этом техническом описании диода 1N4148 указано максимальное прямое напряжение (1 В) и напряжение пробоя (100 В) (среди множества другой информации):
Таблица данных может даже представить вам хорошо знакомый график вольт-амперной характеристики, чтобы более подробно описать поведение диода. Этот график из таблицы данных диода увеличивает изогнутую переднюю часть кривой i-v .Обратите внимание, как больший ток требует большего напряжения:
Эта диаграмма указывает на еще одну важную характеристику диода — максимальный прямой ток. Как и любой другой компонент, диоды могут рассеивать только определенное количество энергии, прежде чем они взорвутся. Все диоды должны указывать максимальный ток, обратное напряжение и рассеиваемую мощность. Если диод подвергается большему напряжению или току, чем он может выдержать, ожидайте, что он нагреется (или, что еще хуже, расплавится, задымится и т. Д.).
Некоторые диоды хорошо подходят для больших токов — 1 А или более — другие, такие как малосигнальный диод 1N4148, показанный выше, могут подходить только для тока около 200 мА.
Этот 1N4148 — лишь крошечная выборка всех существующих типов диодов. Далее мы рассмотрим, какое удивительное разнообразие существует и для какой цели служит каждый тип.
Типы диодов
Нормальные диоды
Сигнальные диоды
Стандартные сигнальные диоды — одни из самых простых, средних и простых членов семейства диодов. Обычно они имеют средне-высокое прямое падение напряжения и низкий максимальный ток.Типичный пример сигнального диода — 1N4148.
Очень общего назначения, он имеет типичное прямое падение напряжения 0,72 В и максимальный номинальный прямой ток 300 мА.
Слабосигнальный диод, 1N4148. Обратите внимание на черный кружок вокруг диода, который отмечает, какой из выводов является катодом.
Силовые диоды
Выпрямитель или силовой диод — это стандартный диод с гораздо более высоким максимальным током. Этот более высокий номинальный ток обычно достигается за счет большего прямого напряжения.1N4001 — это пример силового диода.
1N4001 имеет номинальный ток 1 А и прямое напряжение 1,1 В.
Диод 1N4001 PTH. На этот раз серая полоса указывает, какой вывод является катодом.
И, конечно же, большинство типов диодов также выпускаются для поверхностного монтажа. Вы заметите, что у каждого диода есть способ (независимо от того, насколько он крошечный или плохо различимый), чтобы указать, какой из двух контактов является катодом.
Светодиоды (светодиоды!)
Самым ярким представителем семейства диодов должен быть светодиод (LED).Эти диоды буквально загораются при подаче положительного напряжения.
Горстка сквозных светодиодов. Слева направо: желтый 3 мм, синий 5 мм, зеленый 10 мм, сверхяркий красный 5 мм, RGB 5 мм и синий 7-сегментный светодиод.
Как и обычные диоды, светодиоды пропускают ток только в одном направлении. У них также есть номинальное прямое напряжение, то есть напряжение, необходимое для их включения. Рейтинг светодиода V _F обычно выше, чем у обычного диода (1.2 ~ 3 В), и это зависит от цвета, излучаемого светодиодом. Например, номинальное прямое напряжение сверхяркого синего светодиода составляет около 3,3 В, а для сверхяркого красного светодиода такого же размера — всего 2,2 В.
Очевидно, вы чаще всего найдете светодиоды в осветительных приборах. Они веселые и веселые! Но более того, их высокая эффективность привела к широкому использованию в уличных фонарях, дисплеях, подсветке и многом другом. Другие светодиоды излучают свет, невидимый человеческому глазу, например инфракрасные светодиоды, которые являются основой большинства пультов дистанционного управления.Другое распространенное использование светодиодов — оптическая изоляция опасной высоковольтной системы от низковольтной цепи. Оптоизоляторы соединяют инфракрасный светодиод с фотодатчиком, который пропускает ток при обнаружении света от светодиода. Ниже приведен пример схемы оптоизолятора. Обратите внимание на то, как схематический символ диода отличается от обычного диода. Светодиодные символы добавляют пару стрелок, выходящих из символа.
Диоды Шоттки
Другой очень распространенный диод — диод Шоттки.
Диод Шоттки
В наличии COM-10926
Диоды Шоттки известны своим низким прямым падением напряжения и очень быстрым переключением. Этот диод Шоттки 1 А 40 В составляет…
. 1
Полупроводниковый состав диода Шоттки немного отличается от обычного диода, и это приводит к гораздо меньшему на прямому падению напряжения , которое обычно находится между 0.15 В и 0,45 В. Однако они все равно будут иметь очень большое напряжение пробоя.
Диоды Шоттки
особенно полезны для ограничения потерь, когда каждый последний бит напряжения должен быть сброшен. Они достаточно уникальны, чтобы получить собственное обозначение схемы с парой изгибов на конце катодной линии.
Стабилитроны
Стабилитроны
— странный изгой из семейства диодов. Обычно они используются, чтобы намеренно проводить обратный ток .
Стабилитрон — 5.1 В 1 Вт
Распродано COM-10301
Стабилитроны полезны для создания опорного напряжения или в качестве стабилизатора напряжения для слаботочных applications.These диодов …
Стабилитрон
разработан так, чтобы иметь очень точное напряжение пробоя, называемое стабилитроном или напряжением стабилитрона . Когда через стабилитрон протекает достаточный ток в обратном направлении, падение напряжения на нем будет стабильным на уровне напряжения пробоя.
Воспользовавшись их пробивной собственности, стабилитроны часто используются для создания известного опорного напряжения точно по напряжению стабилитрона. Их можно использовать в качестве регуляторов напряжения для небольших нагрузок, но на самом деле они не предназначены для регулирования напряжения в цепях, которые потребляют значительный ток.
Стабилитроны
достаточно особенные, чтобы иметь собственное обозначение схемы с волнистыми концами на катодной линии. Этот символ может даже обозначать, что такое напряжение стабилитрона диода.Вот 3.3V стабилитрон действует, чтобы создать прочную ссылку 3.3V напряжения:
Фотодиоды
Фотодиоды — это специально сконструированные диоды, которые улавливают энергию фотонов света (см. Физика, квантовая) для генерации электрического тока. Вид работы как анти-светодиод.
Фотодиод BPW34 (не четверть, да мелочь). Поставьте его на солнце, и он может генерировать около нескольких мкВт энергии !.
Солнечные элементы — главный благодетель фотодиодной технологии.Но эти диоды также могут использоваться для обнаружения света или даже для оптической связи.
Применение диодов
Для такого простого компонента диоды имеют множество применений. Вы найдете диод того или иного типа практически в каждой цепи. Они могут быть представлены в чем угодно, от цифровой логики слабого сигнала до схемы преобразования энергии высокого напряжения. Давайте рассмотрим некоторые из этих приложений.
Выпрямители
Выпрямитель — это схема, преобразующая переменный ток (AC) в постоянный (DC).Это преобразование критично для всякой бытовой электроники. Сигналы переменного тока выходят из розеток вашего дома, но именно постоянный ток питает большинство компьютеров и другой микроэлектроники.
Ток в цепях переменного тока буквально чередуется — быстро переключается между положительным и отрицательным направлениями — но ток в сигнале постоянного тока течет только в одном направлении. Итак, чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, вам просто нужно убедиться, что ток не может течь в отрицательном направлении. Похоже на работу для ДИОДОВ!
Однополупериодный выпрямитель может быть выполнен только из одного диода.Если сигнал переменного тока, такой как, например, синусоида, передается через диод, любая отрицательная составляющая сигнала отсекается.
Формы сигналов входного (красный / левый) и выходного (синий / правый) напряжения после прохождения через схему полуволнового выпрямителя (в центре).
Двухполупериодный мостовой выпрямитель использует четыре диода для преобразования этих отрицательных выступов в сигнале переменного тока в положительные.
Схема мостового выпрямителя (в центре) и форма выходной волны, которую она создает (синий / правый).
Эти цепи являются критическим компонентом источников питания переменного тока в постоянный, которые преобразуют сигнал 120/240 В переменного тока сетевой розетки в сигналы постоянного тока 3,3 В, 5 В, 12 В и т. Д. Если вы разорвали стенную бородавку, вы, скорее всего, увидели бы там несколько диодов, исправляющих ее.
Можете ли вы заметить четыре диода, образующие мостовой выпрямитель в этой бородавке?
Защита от обратного тока
Когда-нибудь вставлял батарею неправильно? Или поменять местами красный и черный провода питания? Если да, то диод может быть благодарен за то, что ваша схема еще жива.Диод, расположенный последовательно с положительной стороной источника питания, называется диодом обратной защиты. Это гарантирует, что ток может течь только в положительном направлении, а источник питания подает только положительное напряжение в вашу цепь.
Это применение диода полезно, когда разъем источника питания не поляризован, что позволяет легко испортить и случайно подключить отрицательный источник питания к положительному полюсу входной цепи.
Недостатком диода обратной защиты является то, что он вызывает некоторую потерю напряжения из-за прямого падения напряжения.Это делает диоды Шоттки отличным выбором для диодов обратной защиты.
Логические ворота
Забудьте о транзисторах! Простые цифровые логические вентили, такие как И или ИЛИ, могут быть построены из диодов.
Например, диодный логический элемент ИЛИ с двумя входами может быть построен из двух диодов с общими катодными узлами. Выход логической схемы также находится в этом узле. Когда один из входов (или оба) являются логической 1 (высокий / 5 В), выход также становится логической 1.Когда на обоих входах установлен логический 0 (низкий / 0 В), на выходе через резистор подается низкий уровень.
Логический элемент И построен аналогичным образом. Аноды , обоих диодов соединены вместе, и именно там находится выход схемы. Оба входа должны иметь логическую единицу, заставляя ток течь по направлению к выходному выводу и также подтягивать его к высокому уровню. Если на каком-либо из входов низкий уровень, ток от источника питания 5 В проходит через диод.
Для обоих логических вентилей можно добавить больше входов, добавив только один диод.
Обратные диоды и подавление скачков напряжения
Диоды
очень часто используются для ограничения потенциального повреждения из-за неожиданных больших скачков напряжения. Диоды подавления переходных напряжений (TVS) — это специальные диоды, вроде стабилитронов с низким пробивным напряжением (часто около 20 В), но с очень большими номинальными мощностями (часто в диапазоне киловатт). Они предназначены для шунтирования токов и поглощения энергии, когда напряжение превышает их напряжение пробоя.
Обратные диоды выполняют аналогичную работу по подавлению скачков напряжения, в частности, вызванных индуктивным компонентом, например двигателем.Когда ток через катушку индуктивности внезапно изменяется, создается всплеск напряжения, возможно, очень большой отрицательный всплеск. Обратный диод, помещенный на индуктивную нагрузку, даст этому отрицательному сигналу напряжения безопасный путь для разряда, фактически многократно проходя через индуктивность и диод, пока он в конечном итоге не погаснет.
Это всего лишь несколько вариантов применения этого удивительного маленького полупроводникового компонента.
Покупка диодов
Теперь, когда ваш нынешний движется в правильном направлении, пришло время найти хорошее применение вашим новым знаниям.Независимо от того, ищете ли вы отправную точку или просто пополняете запасы, у нас есть набор изобретателя, а также отдельные диоды на выбор.
Наши рекомендации:
Диод Шоттки
В наличии COM-10926
Диоды Шоттки известны своим низким прямым падением напряжения и очень быстрым переключением.Этот диод Шоттки 1 А 40 В составляет…
. 1
Комплект изобретателя SparkFun — версия 3.2
На пенсии КОМПЛЕКТ-12060
** Как вы, возможно, видели из [нашего сообщения в блоге] (https://www.sparkfun.com/news/2241), мы недавно переместили нашу литьевую форму для SIK…
76 На пенсии
ресурсов и дальнейшее развитие
Теперь, когда вы познакомились с диодами, возможно, вы захотите продолжить изучение других полупроводников:
Или откройте для себя другие распространенные электронные компоненты:
.