续流二极管实验:用霓虹灯抑制感性尖峰
零件与材料
- 6V 电池
- 电源变压器:120VAC 降至 12VAC(Radio Shack #273-1365、273-1352、273-1511)
- 1N4001 整流二极管(Radio Shack #276-1101)— 任意 1N400X 系列均可
- 霓虹灯(Radio Shack #272-1102)
- 两个 SPST 拨动开关(单刀单掷)
虽推荐专用变压器,任何铁芯电感均可。为降低成本,家用灯具开关可作拨动开关。
参考文献
- 《电路课程》第一卷,第十六章:"RC and L/R Time Constants"(RC 与 L/R 时间常数)
- 《电路课程》第三卷,第三章:"Diodes and Rectifiers"(二极管与整流器)
学习目标
- 回顾感性"反冲"现象
- 演示二极管如何抑制感性反冲
原理图

实物接线图

实验步骤
组装电路时注意二极管极性:阴极(单色环标记)必须朝向电池正极。开关 #1 合上时,二极管应反偏截止。
使用变压器高压(120V)绕组作电感线圈。初级绕组电感通常大于次级,灯闪效果更明显。开关 #2 断开时,二极管与电路断开。
快速合断开关 #1。断开瞬间霓虹灯闪烁,因感性反冲:电感阻抗电流骤降产生高压。此闪烁演示磁场储存能量释放。
感性反冲可致开关触点电弧损坏。霓虹灯提供安全泄放路径,将储存能量转化为光热,保护触点。
为演示保护效果,合上开关 #2 接入二极管。重复快速合断开关 #1。霓虹灯不再闪烁,因二极管钳位电压尖峰,安全分流电流。
合上开关 #1 时测量电感两端电压验证电路。读满电池电压表明二极管极性正确;读数偏低提示二极管反接导致短路。
相关练习册
- Miscellaneous Diode Applications Worksheet(二极管杂项应用练习册)
工业技术