Praktikum Diodenkennlinie und Brückengleichrichter

1. Aufnahme der Kennlinie einer LED (Farbe nach Wahl) sowie einer Gleichrichterdiode

2. Potenzialbestimmung einer Schaltung von Widerstand und LED bzw. Gleichrichterdiode an definierten Messpunkten.

3. Aufbau einer Brückengleichrichterschaltung auf Steckbrett. Verpolungsschutz mittels Diodenschaltung, Potenzialmessung.

Material:

  • Vorwiderstände 100 Ohm oder 220 Ohm
  • je 2 x LED Blau/Weiß/Grün
  • 4 x Gleichrichterdioden 1N4004 oder größer Durchlassspannung 1,1 V, Dauerbelastbarkeit Spannung 400 V; Strom 1 A; Kennzeichnung der Kathodenseite durch einen Ring.
  • 1 x Steckbrett
  • diverse Steckbrücken
  • Messleitungen
  • 1 x Labornetzgerät
  • 2 x Digitalmultimeter

Aufgabenstellung:

Dioden gehören zu den Halbleiterbauelementen. Sie finden als Verpolungsschutz in der Gleichstromtechnik, aber auch als Brückengleichrichter bei der Herstellung von Gleich- aus Wechselspannung in der Wechselstromtechnik. In anderer Form dienen Dioden als Leuchtdioden Beleuchtungs- und Anzeigezwecken.

1. Aufnahme der Kennlinie einer LED (Licht Emittierenden Diode) im Vergleich zu einer Gleichrichterdiode

Nehmen Sie die Kennlinie einer der zur Verfügung gestellten Dioden ((A) Leuchtdiode oder (B) Gleichrichterdiode) auf. Berücksichtigen Sie dabei den Verlauf der Kennlinie sowohl in Durchlassrichtung als auch in Sperrrichtung. Die Spannung soll -5 V und +5V nicht unter beziehungsweise nicht überschreiten. Der maximale Strom darf 20 mA nicht überschreiten.

Prüfungsdokumentation auf USB-Stick:

  • Tabelle mit Messwerten, der mittels Digitalmultimetern erhobenen Messwerte.
  • Grafik mit Verlauf der Strom-Spannungskennlinie (Spannung auf x-, Strom auf y-Achse)
  • Erläuterung und Angabe der aus dem grafischen Verlauf geschätzte Durchlassspannung.

2. Potenzialbestimmung einer Schaltung von Widerstand und LED bzw. Gleichrichterdiode an definierten Messpunkten.

Bauen Sie eine Schaltung entsprechend dem Schaltplan auf. Legen Sie eine dem Schaltplan entsprechende Gleichspannung von 5 V an und bestimmen Sie

a) die Spannung, die zwischen Messpunkt A der Abbildung und der Masse (GND) liegt mithilfe eines Digitalmultimeters und

b) den Strom, der durch die Diode fließt.

Prüfungsdokumentation auf USB-Stick:

  • Kurze Ergebnisbeschreibung in Textform.
  • Foto des Aufbaus neben einem von Ihnen handgeschriebenen Zettel mit Name, Datum, Bezeichnung des Prüfungsabschnittes.

3. Aufbau einer Brückengleichrichterschaltung auf Steckbrett. Verpolungsschutz mittels Diodenschaltung

Wählen Sie für den Aufbau entweder Gleichrichterdioden oder blaue/grüne LEDs. Begrenzen Sie den maximalen Eingangsstrom am Labornetzgerät auf 20mA und bestimmen Sie die Ausgangsspannung zwischen (+) und (-) mithilfe des Digitalmultimeters. Wenn diese Spannung circa 3 Volt beträgt, ist das Digitalmultimeter durch eine weiße LED zu ersetzen. Wechseln Sie die Polung am Labornetzgerät durch Umstecken der Messleitungen. Der Schaltungsaufbau ist korrekt, wenn in beiden Fällen die angeschlossene weiße LED leuchtet. Wenn Sie sich bei der Brückengleichrichterschaltung für die Verwendung von LEDs anstelle von Gleichrichterdioden entschieden haben, beschreiben Sie das Verhalten der LEDs in den beiden Anwendungsfällen.

Schaltplan einer Brückengleichrichterschaltung:

Eingangsseite links / Ausgangsseite rechts

Steckplatinenansicht einer Brückengleichrichterschaltung mit Leuchtdioden

Prüfungsdokumentation:

  • Kurze Ergebnisbeschreibung in Textform.
  • 1 Foto des Aufbaus mit geplanter Eingangsspannung.
  • 1 Foto des Aufbaus nach Umkehr der Eingangsspannung.
  • Neben den Aufbauten soll ein von Ihnen handgeschriebenen Zettel mit Name, Datum, Bezeichnung des Prüfungsabschnittes liegen.