1Dioda półprzewodnikowa
Dioda przewodzi prąd praktycznie tylko w jednym kierunku – kierunku przewodzenia. W kierunku przeciwnym (zaporowym) prąd jest znikomy.
- W kierunku przewodzenia prąd zaczyna wyraźnie płynąć dopiero po przekroczeniu napięcia progowego: ok. 0,6–0,7 V dla diody krzemowej i ok. 1,5–3 V dla diody świecącej (LED) – zależnie od barwy.
- Dioda LED świeci, gdy płynie przez nią prąd w kierunku przewodzenia. Zawsze łączy się ją szeregowo z opornikiem, który ogranicza prąd.
2Opornik do diody LED
- Oznaczenia: UZ — napięcie zasilania [V]; ULED — napięcie na diodzie [V]; I — natężenie prądu [A]; R — opór opornika [Ω].
- Dane: UZ = 5 V, ULED = 2 V, I = 20 mA = 0,02 A. Wzór: R = UZ − ULED przez I.
- Obliczenia: R = 5 V − 2 V przez 0,02 A = 150 Ω. Odpowiedź: R = 150 Ω.
Łączenie diody LED z baterią bez opornika. Po przekroczeniu napięcia progowego prąd rośnie gwałtownie i dioda może się spalić.
Dioda półprzewodnikowa
Dioda działa jak zawór: przepuszcza prąd w kierunku przewodzenia, a w zaporowym praktycznie nie.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
3Prostownik i doświadczenie
- Prostownik jednopołówkowy: dioda w obwodzie prądu przemiennego przepuszcza tylko połówki jednego znaku (np. dodatnie), a drugie blokuje. Prąd płynie w jedną stronę, ale z przerwami.
- Doświadczenie: łączymy diodę (najlepiej LED z opornikiem) ze źródłem napięcia stałego raz w jedną, raz w drugą stronę. Przy jednym ustawieniu płynie prąd i LED świeci, przy drugim nie. Zasilając układ prądem przemiennym, uzyskujemy prostownik.
4Instalacja domowa (treść fakultatywna)
- Odbiorniki w domu są połączone równolegle pod napięciem 230 V; każdy działa niezależnie, a prąd w przewodach rośnie z każdym włączonym urządzeniem.
- Bezpiecznik (wyłącznik nadprądowy) przerywa obwód przy zbyt dużym prądzie. Obwód 16 A przy 230 V wytrzyma ok. 3,7 kW (16 A · 230 V = 3680 W), więc czajnik 2 kW i pralka 2,2 kW naraz (ok. 18 A) przeciążą obwód, więc po pewnym czasie zabezpieczenie może go wyłączyć.
- Przewód ochronny łączy metalową obudowę z uziemieniem. Wyłącznik różnicowoprądowy odcina zasilanie, gdy część prądu „ucieka” inną drogą, np. przez człowieka.
- Dodatkowo: tranzystor usunięto z wymagań w 2024 r., ale bywa w podręcznikach.
W obwodzie zabezpieczonym na 16 A (230 V) włączono naraz czajnik 2 kW i pralkę 2,2 kW. Co się stanie?
I = P/U = 4200 W / 230 V ≈ 18 A > 16 A, więc zadziała wyłącznik nadprądowy.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
✎Ściąga: Dioda i instalacja domowa
Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.
- Dioda przewodzi prąd praktycznie tylko w jednym kierunku – kierunku przewodzenia. W kierunku przeciwnym (zaporowym) prąd jest znikomy.
- Dioda LED świeci, gdy płynie przez nią prąd w kierunku przewodzenia. Zawsze łączy się ją szeregowo z opornikiem, który ogranicza prąd.
- Oznaczenia: UZ — napięcie zasilania [V]; ULED — napięcie na diodzie [V]; I — natężenie prądu [A]; R — opór opornika [Ω].
- Dane: UZ = 5 V, ULED = 2 V, I = 20 mA = 0,02 A. Wzór: R = UZ − ULED przez I.
- Obliczenia: R = 5 V − 2 V przez 0,02 A = 150 Ω. Odpowiedź: R = 150 Ω.
- Prostownik jednopołówkowy: dioda w obwodzie prądu przemiennego przepuszcza tylko połówki jednego znaku (np. dodatnie), a drugie blokuje. Prąd płynie w jedną stronę, ale z przerwami.
- Doświadczenie: łączymy diodę (najlepiej LED z opornikiem) ze źródłem napięcia stałego raz w jedną, raz w drugą stronę. Przy jednym ustawieniu płynie prąd i LED świeci, przy drugim nie. Zasilając układ prądem przemiennym, uzyskujemy prostownik.
- Bezpiecznik (wyłącznik nadprądowy) przerywa obwód przy zbyt dużym prądzie. Obwód 16 A przy 230 V wytrzyma ok. 3,7 kW (16 A · 230 V = 3680 W), więc czajnik 2 kW i pralka 2,2 kW naraz (ok. 18 A) przeciążą obwód, więc po pewnym czasie zabezpieczenie może go wyłączyć.
?Quiz: powtórz przed kartkówką
8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.
Dioda półprzewodnikowa
- Aprzewodzi prąd praktycznie tylko w jednym kierunku
- Bzwiększa napięcie źródła
- Cprzewodzi jednakowo w obu kierunkach
- Dnigdy nie przewodzi prądu
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: przewodzi prąd praktycznie tylko w jednym kierunku – Dioda działa jak zawór: przepuszcza prąd w kierunku przewodzenia, a w zaporowym praktycznie nie.
Napięcie progowe diody krzemowej wynosi około
- A60 V
- B6 V
- C0,06 V
- D0,6 V
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: 0,6 V – Poniżej ok. 0,6 V prąd krzemowej diody w kierunku przewodzenia jest znikomy.
Jaki opornik trzeba połączyć szeregowo z diodą LED (2 V, 20 mA), żeby zasilić ją z baterii 5 V?
- A250 Ω
- B350 Ω
- C150 Ω
- D100 Ω
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: 150 Ω – R = (5 V − 2 V) / 0,02 A = 150 Ω; 250 Ω wychodzi, gdy zapomnisz o napięciu na diodzie (5 V / 0,02 A).
Co robi prostownik jednopołówkowy z diodą?
- APodwaja napięcie
- BZmienia częstotliwość prądu
- CZamienia prąd stały na przemienny
- DPrzepuszcza prąd przemienny tylko w jednym kierunku
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: Przepuszcza prąd przemienny tylko w jednym kierunku – Dioda blokuje połówki jednego znaku i przepuszcza połówki drugiego.
Diodę LED z opornikiem podłączono do baterii i nie świeci, a po odwróceniu diody świeci. Co to oznacza?
- ADioda jest uszkodzona
- BBateria była rozładowana
- CNa początku dioda była w kierunku zaporowym
- DOpornik był za mały
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: Na początku dioda była w kierunku zaporowym – Dioda przewodzi tylko w jednym kierunku; po odwróceniu znalazła się w kierunku przewodzenia.
Jak połączone są odbiorniki w instalacji domowej?
- AKażdy ma własne źródło napięcia
- BSzeregowo w każdym pokoju, równolegle między pokojami
- CRównolegle
- DSzeregowo
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: Równolegle – Połączenie równoległe daje każdemu odbiornikowi napięcie 230 V i pozwala go włączać niezależnie.
Do czego służy przewód ochronny?
- AObniża napięcie sieci
- BZwiększa opór obwodu
- CPrzewodzi prąd roboczy odbiornika
- DŁączy metalową obudowę urządzenia z uziemieniem
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: Łączy metalową obudowę urządzenia z uziemieniem – Przy uszkodzeniu izolacji prąd płynie przewodem ochronnym, a nie przez człowieka, który dotknie obudowy.
W obwodzie zabezpieczonym na 16 A (230 V) włączono naraz czajnik 2 kW i pralkę 2,2 kW. Co się stanie?
- ACzajnik przestanie działać, pralka nie
- BPopłynie ok. 9 A, wszystko będzie działać
- CPopłynie ok. 18 A – obwód jest przeciążony i zabezpieczenie może go wyłączyć
- DNapięcie w sieci wzrośnie
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: Popłynie ok. 18 A – obwód jest przeciążony i zabezpieczenie może go wyłączyć – I = P/U = 4200 W / 230 V ≈ 18 A > 16 A, więc zadziała wyłącznik nadprądowy.
Cały dział „Prąd elektryczny i obwody”: ściąga i próbny sprawdzian →
Kartkówka albo sprawdzian już blisko?
Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.