Характеристики дренажного насоса и особенности его работы

Дренажный насос: использование и применение

Насос дренажный для колодца

Насос дренажный для колодца используется довольно часто. Есть дренажные насосы для откачки воды, а есть и дренажные насосы для перекачки воды.
Поэтому надо сначала надо понять, что надо сделать и после этого уже делать выбор. Ведь есть довольно большие и мощные агрегаты.
Если у вас большая система, тогда вполне вероятно, что вам понадобится не просто насос, а дренажная насосная станция. Поэтому надо в объеме работы определиться сразу. Сегодня мы и разберемся с вопросом, как выбрать насос дренажник.

Определяемся с задачами и выбираем

Для откачивания воды из колодца достаточно часто используется дренажный насос для колодца. Их применяют в тех случаях, когда колодезная вода не обладает высокой степенью загрязненности.
Здесь вопрос будет стоять и об объеме воды. Ведь есть маломощные насосы дренажные, которые не способны выдержать большую нагрузку,но в наше время уже и есть модели в которых предусмотрен сенсорный датчик для дренажного насоса.
Это более мощные агрегаты, но соответственно у них и цена на много выше. Рассмотрим особенности применения, разновидности, а также плюсы и минусы данных устройств.

Применение дренажных насосов

Давайте сразу разберем, что такое насос дренажный, сто он из себя представляет и где применяется.
Подобные аппараты являются очень полезными при следующих обстоятельствах:

  • В случае необходимости откачки воды после аварий,
  • Когда уровень грунтовых вод поднимается достаточно высоко,
  • В цокольных и подвальных помещениях при накоплении паводковых вод,
  • В случае длительных и обильных осадков,
  • Для очистки искусственно созданных водных объектов, например, бассейнов, для соответствия гигиеническим нормам их чистят при помощи дренажных насосов,
  • Для организации орошения больших площадей капельным путем,
  • Для декоративных фонтанов дренажные насосы используются для подачи к ним воды. Здесь часто применяется и насос дренажный с измельчителем.

Классификация дренажных насосов

Теперь посмотрим насос дренажный как выбрать правильно. Теперь определимся, для чего нужен насос и где его следует применять. Так же вы все можете увидеть и на фото. Подобные устройства можно разделить на две основные группы.

Погружные дренажные насосы

Эти устройства перед началом использования помещаются на дно очищаемого объекта. Они пользуются достаточно большой популярностью у дачников и хозяев частных домов, так как использование подобных аппаратов не сложно, их легко установить и заменить самостоятельно.
Помимо прочего погружные насосы имеют не очень высокую стоимость, что также является их сильной стороной. В зависимости от принципа действия устройств различают:

  • Центробежные насосы погружного типа,
  • Вибрационные насосы погружного типа.

Помимо уже перечисленных характеристик погружные дренажные насосы имеют и прочие особенности:

Достоинства Недостатки
К достоинствам следует отнести
  • Сравнительно малые габариты и небольшой вес,
  • Долгий срок службы, в течение которой не требуется специализированного техобслуживания,
  • Универсальность применения, например, для перекачки грязной и чистой воды,
  • Сравнительно высокая производительность работы,
  • Возможен автоматический режим, например, в канализации либо дренажных системах,
  • Присутствует поплавковая защита, которая не допускает осушения.

У данного вида дренажных насосов существуют и свои недостатки:

  • Не предусматривают возможности очищения воды в процессе перекачки. Также это может повлечь засорение систем, в которые подается вода. Это означает, что для водоснабжения подобный вид насосов лучше не использовать.
  • Подобные устройства не в силах обеспечить высокий напор воды для колодцев. В среднем вода поднимается на 10 м, а максимально – не более 20м.
Поверхностные дренажные насосы

Это дренажный непогружной насос. Видео в этой статье покажет вам его работу. Такие устройства не опускают целиком, а помещают в воду только шланг. Они имеют свои положительные и отрицательные стороны.
К плюсам поверхностных аппаратов можно отнести:

Достоинства Недостатки
Данная конструкция имеет ряд своих преимуществ:
  • Высокая мощность водяного напора, который позволяет поднимать жидкость на несколько десятков метров,
  • В виду того, что корпус насоса в жидкую среду не помещается, надежность такого типа устройств достаточно высока,
  • Установить насос поверхностного типа можно и дома, что исключает необходимость проведения электричества к колодцу,
  • Эксплуатация поверхностных насосов может быть непрерывной,
  • Цена на такие устройства приемлема.

Недостатками насосов поверхностного типа можно назвать следующие:

  • Использовать их в колодцах глубиной более 7 м невозможно, так как высота их всасывания невелика,
  • Для эксплуатации насосов необходимо обладать определенными знаниями в области использования всасывающей магистрали,
  • Поверхностные насосы издают большой шум при работе, что в некоторых случаях требует даже выделения отдельного помещения под расположение этого оборудования.

Дренажный насос для колодца: как правильно установить

Монтаж и эксплуатация колодезного насоса достаточно легки. Но для правильной работы аппарата и его долгой службы установку дренажного насоса необходимо производить по определенным правилам.
После покупки и распаковки приобретенного оборудования необходимо проверить соответствует ли содержимое комплектации, а также уделить особое внимание инструкции, прилагающийся к данной модели. Очень важно изучить имеющиеся ограничения в применении купленной разновидности насоса.
Можно лишь составить общую инструкцию, которой можно руководствоваться при установке дренажного насоса:

  • К напорному патрубку присоединяется напорная магистраль, в роли которой может выступать шланг либо трубопровод, после чего производится закрепление имеющимися соединительными деталями.
  • При наличии в конструкции насоса поплавкового выключателя и использовании насоса стационарно, на напорную магистраль устанавливается обратный клапан.
  • Аппарат с трехфазным двигателем проверяется на предмет правильности направления вращения. Для этого насос устанавливается на прямую поверхность, производится его включение и сразу же выключение. В процессе этого производится наблюдение за направлением вращения вала:
  1. по часовой стрелке – верное подключение,
  2. против – фазы нужно поменять местами.
  • У присоединенного к трубопроводу прибора правильное направление проверяется следующим образом:
  1. подключают к электричеству и измеряют подачу,
  2. отключают питание, меняют местами фазы и проделывают то же, что описано в первом пункте,
  3. мощность подачи в первом и втором случае сравнивается из чего определяется правильный метод подключения фаз.
  • Устройство ставят в вертикальном положении напорным патрубком вверх.
  • Насос опускается на дно колодца.

Использование дренажного насоса для очистки колодца

В процессе подбора подходящей разновидности дренажного насоса очень важно тщательно изучить предлагающуюся к аппарату инструкцию, так как определенные модели могут перекачивать лишь чистую воду. При этом, существуют и такие насосы, которые отлично работают и с загрязненной водой, в том числе содержащей мелкие включения и волокна.

Внимание: Когда колодец долгое время не чистился, то лучше отдать предпочтение дренажно-фекальному насосу, который сможет перекачать воду с обильными загрязнениями. В таких устройствах присутствуют режущие либо дробящие колеса, которые и измельчают большие включения в процессе работы.

Для более простой очистки колодца лучше использовать модели дренажных насосов, оснащенные поплавком. Обычно в этой роли выступает определенный выключатель, который плавает на поверхности и выключает насос при достижении дна.
В противном случае за работой дренажного насоса необходимо постоянно следить, чтобы избежать перегрева двигателя, так как вода, в которую погружают агрегат его охлаждает.

Самостоятельно погружаться в колодец человеку не нужно, дренажный насос работает автоматически, но вот настроить его необходимо правильно:

  • Сначала насос погружается на глубину на 1 м не доходя до дна,
  • Аппарат включается, в результате чего вода очищается т грязи,
  • Далее чистая вода поступает в колодец под напором, что приводит к разрушению илистых наростов на дне,
  • В процессе работы насос периодически поднимается на поверхность и его фильтр чистится. Эти действия повторяются до тех пор, пока на фильтре не появляются илистые отложения.

Внимание: В некоторых случаях после проведения капитальной очистки дренажный насос оставляют в колодце, что позволяет поддерживать его чистоту. При этом раз в полгода проводить чистку фильтров устройства.

  • Для капитальных очистительных работ лучше использовать мощный насос, а вот для поддержания чистоты подойдет и менее мощный аппарат.
  • В последнее время очень часто применяется следующая практика: мощным насосом колодец очищается пару раз в год. Сама очистка, как правило, занимает около недели, после чего насос помещается на хранение в сухое чистое помещение.

Применение той или иной модели дренажных насосов зависит прежде всего от конкретных обстоятельств: степени загрязненности, глубины колодца, а также прочих условий. В зависимости от того, какими характеристиками наделен тот или иной насос, будет устанавливаться и его стоимость.
Вся работа делается своими руками, поэтому на это затрат не будет. Перед покупкой должна быть полностью изучена инструкция и после этого можно уже делать покупку.

Характеристики дренажного насоса и особенности его работы

Что представляет собой насос для дренажа? Это устройство, решающее сложные ситуации, связанные с перекачкой жидкости. Изделие способно устранить скопившуюся влагу, возникшую из-за повышения грунтовых грязных вод после продолжительных осадков. Такая вода, например, может осесть в подвале. Качественный дренажный насос легко справится с подобной задачей.

Основные сведения

Насос для дренажа легко перекачивает жидкости из:

  • Котлованов;
  • Бассейнов;
  • Траншей;
  • Фильтрационных колодцев;
  • Стоков;

Дренажный вариант подойдет для откачки стоков, вызванных посудомоечной машиной, переполненной ванной, туалетом, душем и прочим.

Также, оборудование можно монтировать в скважину на участке частного дома. Оно способно функционировать автономно, стационарно. Часто изделие размещают рядом с жидкостью и производят откачку с помощью обычного шланга.

Дренажную систему можно применять в частном домохозяйстве. Но при этом, оборудованием пользуются и коммунальные службы, выполняющие ремонтные аварийные работы. Продукцию приобретают строители. Устройства максимально просты в использовании. Каждый производитель комплектует изделие полноценной инструкцией, которая подробно расскажет о том, как и при каких обстоятельствах можно пользоваться изделием.

Основные преимущества и недостатки дренажных насосов

К плюсам можно отнести:

  1. Устройства могут устанавливаться автономно и стационарно, что существенно упрощает работу.
  2. Внутри имеется поплавок-выключатель, контролирующий уровень заполнения воды.
  3. Производство осуществляется из крайне прочных материалов, что гарантирует максимальную продолжительность службы. Благодаря этому, на корпусе даже по истечении времени будут отсутствовать признаки коррозии и прочие повреждения, вызванные внешними раздражителями.
  4. Насосы обладают компактными размерами (маленьким весом), что упрощает процесс их транспортировки.
  5. Пользователь получает возможность откачивать воду, содержащую твердые частицы. Отлично перерабатываются даже волокна и материалы, возникшие после неагрессивных химических реакций.
  6. Современные модели отличаются высокой производительностью, хорошей максимальной глубиной погружения.
  7. В особом трудоемком уходе нет необходимости.

Недостатков немного. Самый серьезный – зависимость от сетей электропитания. Устройство не будет функционировать без постоянной подачи энергии. Учтите этот факт перед приобретением.

Принцип работы станции и ее устройство

Вы понимаете, зачем нужен дренажный насос. Теперь необходимо разобраться с принципом работы дренажного насоса.

Изделие отвечает за отвод влаги со станции до резервуара, хранящего воду. Станция функционирует максимально эффективно, если соблюдать норму твердых фракций, поступающих внутрь конструкции. Большинство моделей обладают поплавковым включателем, следящим за уровнем воды в резервуаре.

Наглядная работа изделия продемонстрирована в видео:

Дренажные насосы различаются по максимальной глубине погружения и выдерживаемой температуре. Учитывайте эти технические характеристики, выбирая подходящую модель. А для наглядного анализа устройства обязательно посмотрите схематичное расположение его элементов.

Классификация продукции

Выделяется два основных типа:

  • Погружные;
  • Поверхностные.

Первые устанавливаются в бассейне, отстойнике. Здесь отсутствуют специализированные патрубки (шланги). Перекачивание воды осуществляется в специально подготовленный резервуар. Влага идет сквозь маленькое отверстие дренажного насоса. Для этого изделия оснащаются специализированными фильтрами, которые способны пропускать исключительно фракции определенного размера.

Поверхностные изделия имеют существенное отличие. Установка осуществляется рядом с котлованами, а также колодцами. Вода идет по специальным шлангам. Имеются модели с контролем уровня жидкости. Они оснащаются специальным поплавком. Встречаются изделия без выключателя, работают они исключительно стационарно.

Выбор изделия

Современный рынок переполнен моделями различных производителей. Выбор дренажного насоса затруднен упоминанием множественных характеристик, параметров, свойств. Хотите приобрести маленькую портативную модель? Присмотрите Зубр ЗНПГ-1100-С. Данное компактное устройство способно перерабатывать включения не более 35 мм. Изделие может осушить небольшой пруд или водоем. Используется для орошения сада, огорода. Внутри имеется специальный предохранитель, защищающий от различных поломок.

Особого внимания достоин Patriot f 900. Модель отличается высокой мощностью, способна перерабатывать крупные частицы диаметром до 30 мм. Имеется автоматическая блокировка. Устройство выделяется надежностью, продолжительным сроком службы.

При выборе изделия обратите внимание на:

  • Максимальную (минимальную) мощность;
  • Температуру, максимальную подачу;
  • Наличие поплавкового включателя;
  • Доступные способы управления.

Особенности правильного выбора

Необходимо выделить несколько ключевых особенностей. Миниатюрные дренажные системы используются исключительно в частном секторе для реализации мелких задач (перекачивание талой воды). Поэтому при выборе обязательно учитывайте сферу применения оборудования.

Для проведения ремонтных и строительных работ требуются модели с более высокими характеристиками. Уточните диаметр включений, которые могут попадать в станцию. Некоторые изделия могут функционировать исключительно с чистой водой.

Дренажные насосы отличаются повышенной мощностью, что позволяет справляться с большинством задач. Берите во внимание условия хранения техники, частоту ее использования. Также немаловажный параметр – стоимость оборудования.

Стоит отметить, что в последние годы продукция отечественного производства существенно улучшилась, а цена ее, при этом, достаточно привлекательна. Часто аналогичные дренажные насосы импортного и отечественного изготовления имеют идентичные характеристики.

Особенности монтажа и схема подключения

Установка достаточно проста. Перед покупкой крайне рекомендуется проверить направление вращение изделия. Это можно сделать, подключив электрическую схему и замерив подачу. После – отключите конструкцию, поменяйте фазы и повторите предыдущее действие. Сопоставьте две полученные цифры. Лучший вариант окажется правильным.

Схема подключения дренажного насоса

Вы приобрели погружаемую конструкцию для бассейна? Тогда обязательно оборудуйте устройство фильтром, служащим преградой мусору и волокнам. Перед установкой, под станцию желательно положить лист металла или кирпичи.

Очистка и углубление колодца с помощью дренажных насосов

Случается, что колодец после многих лет эксплуатации все меньше и меньше накапливает воды. Этот фактор вызывает большие неудобства, особенно в жаркий летний период. Правда, не стоит забывать, что накопление воды часто носит сезонный фактор. Зимой уровень воды всегда снижается, а весной и осенью существенно увеличивается в связи с оттепелью, частыми обильными дождями. Но иногда плохое накопление воды связано с тем, что на дне происходит заиливание.

Распознать заиливание достаточно легко. Необходимо просто чаще присматриваться к уровню воды и её состоянию. Наличие песчинок в воде, безусловно, говорит о заиливание и необходимости применить экстренные меры по очищению. Способов и вариантов очищения дна колодца существует много, но главная цель одна – добиться хорошего накопления воды. Лучше всего дополнительно углубить выбоину на одно бетонное кольцо. Подобная мера позволит улучшить накопление воды, избавиться от последующих проблем с заиливанием.

Перед очищением необходимо тщательно подготовиться и иметь всё в наличии (бетонное кольцо, дренажный насос, вёдра, лопаты, крепкую верёвку, кремневые камни и т.д.). Процедуру проводят минимум два человека, используется надежный дренажный насос.

Работу по очищению и углублению колодца необходимо выполнять быстро и поэтапно. Главное убрать конструкции над кольцами, чтобы они не мешали, приступать к работе.

  • Используя дренажный насос откачать максимально возможное количество воды из колодца.
  • Установить лестницу, которая позволит опуститься на дно безопасно.
  • Убрать весь ил и глину со дна колодца до водоупорного слоя (представляет собой твердую и сухую глину). Это лучше делать ведром. Поднимать его лучше веревкой.
  • По мере появления воды удалять её с помощью насоса.
  • Постепенно откопать первое кольцо. Землю удаляют (как правило это глина) ведром.
  • Когда верхнее кольцо достигнет высоты в 20 см над уровнем земли, нужно установить дополнительное кольцо (для надёжного закрепления колец между собой можно использовать клеевой раствор). В момент монтажа кольца в колодце не должно быть никого.
  • Теперь откапывается нижнее кольцо колодца, пока не произойдёт оседание верхнего до нужного уровня.
  • Дно нужно выровнять, воду постоянно удалять дренажным насосом.
  • Используя ведро с верёвкой, в колодец опускают кремневые камни, которые плотно и аккуратно укладываются на дне слоем минимум в 30 см. Кремневые камни не позволяют дну заиливаться. Они, образуя своеобразный фильтр, благодаря чему прекрасно очищают воду.

Такой способ очистки позволит увеличить накопление воды. Кремневые камни прекрасно очищают воду, делая её более полезной.

В качестве заключения

Итак, на что же стоит обратить внимание при выборе насоса для дренажа:

  1. Подбирая подходящий дренажный, ориентируйтесь на продукцию проверенных производителей. Здесь стоит особенно выделить: Pedrollo (Италия), Джилекс (Россия), Гном (Украина) и Грундфос (Европейский союз).
  2. Предварительно изучите основные предложения на рынке. Компании постоянно выпускают модели, выделяющиеся более совершенными техническими характеристиками.
  3. Разберите особенности основных типов станций.
  4. Выделите задачи, которые необходимо выполнять с помощью изделия.
  5. Опирайтесь на имеющийся бюджет.
  6. Предварительно желательно проконсультироваться с компетентными специалистами, попросить подходящего совета. Каждый тип работ имеет свои тонкости, специфические особенности.
  7. Обязательно протестируйте дренажный насос перед оформлением покупки и уточните наличие гарантии.

Где пригодится дренажный насос и как его выбрать?

Содержание:

  1. 1. Самыми типичными для них являются следующие способы применения:
  2. 2. Устройство
  3. 3. Приступаем к выбору
    1. 3.1. Что Вы будете перекачивать с помощью насоса?
    2. 3.2. Какой максимально допустимый размер твердых частиц, находящихся в перекачиваемой воде?
    3. 3.3. Основными характеристиками, которые нужно учесть при выборе, являются производительность и напор.
  4. 4. Фантастически широкое применение
  5. 5. Что значит покупка дренажного насоса?

Довольно часто на дачном участке, да и не только на нем, возникают ситуации, когда необходимо быстро откачать воду, причем она не всегда отличается особой чистотой. Логично, что для этого потребуется насос, обладающий высокой производительностью и способный перекачивать жидкость разной степени загрязнения. Именно такими являются дренажные модели.

Самыми типичными для них являются следующие способы применения:

  • Устройство дренажной системы на приусадебном участке.
  • Осушение затопленных помещений.
  • Перекачивание воды из емкостей и резервуаров.
  • Устранение последствий аварий коммунальных, водопроводных и канализационных сетей.
  • Контроль уровня грунтовых вод.
  • Забор жидкости из поверхностных источников для полива и орошения.

Это далеко не полный перечень того, где может пригодиться такое оборудование. Что предпочесть? Рассмотрим это подробнее, но для начала узнаем, что же собой представляет такое оборудование.

Устройство

Как правило, это довольно компактный агрегат небольших размеров. Его удобно и легко переносить. Корпус его изготавливается из нержавеющей стали или высокопрочного пластика. Следует оговориться, что есть модели для бытового, такие как Speroni TS 300/S, так и профессионального применения, например, Speroni Cutty 250/N-T . Последние отличаются более внушительными габаритами и весом. Изготавливаются они, обычно, из чугуна или различных сплавов.

В бытовых моделях в качестве внутреннего всасывающего механизма применяется центробежный насос. Он позволяет развивать наибольшую производительность и отличается хорошей устойчивостью к абразиву в перекачиваемой воде.

Обычно он имеет довольно широкую рабочую камеру. Это сделано, чтобы крупные частицы, растворенные в воде, могли с легкостью проходить через нее. Центробежные колеса в них также зачастую изготавливаются из стали или специального пластика.

«Дренажники» устанавливаются на дно, поэтому всасывающие отверстия их расположены в нижней части корпуса. Есть и способные выкачивать воду до уровня в 5 мм, например, Karcher SDP 18000 Level Sensor.

Все современные модели снабжаются поплавковым выключателем. Это устройство защищает от «сухого хода», и предотвращает поломку. Выбирая насос, обязательно проверьте, чтобы он был им оснащен. Мы же используем агрегат для осушения, и рано или поздно вода заканчивается, и он должен остановиться. Запуск или отключение регулируется барореле, которое находится в поплавке и срабатывает в зависимости от уровня воды относительно поплавка.

Такой выключатель удобен, когда насосное оборудование выполняет функцию своеобразного стационарного «сторожа». Например, если Ваш подвал периодически затапливается, то просто можно установить в него такой агрегат. При появлении определенного количества воды в помещении будет самостоятельно срабатывать выключатель, и начнется выкачивание воды. И так же автоматически произойдет отключение по завершении работ. Это очень удобно, так как в этом случае можно не бояться сильного затопления даже в Ваше отсутствие.

Но озаботиться приобретением насоса, как вы сами понимаете, необходимо заранее. Еще до того, как подвал будет затоплен. Это существенно снизит ущерб, наносимый водной стихией. Для этих целей мы бы посоветовали Вам приобрести Metabo PS 15000 S или ЗУБР ЗНПГ-550. Эти модели вы можете найти в нашем магазине.

Также многие дренажные насосы снабжаются термореле, которое защищает от перегрева. При критическом уровне температуры оно срабатывает и автоматически выключает агрегат, уберегая обмотки двигателя от сгорания.

Приступаем к выбору

Что Вы будете перекачивать с помощью насоса?

Будет ли это питьевая вода, дождевая или из котлована с песком, камнями и мусором. В зависимости от этого выбираем модель для чистой или грязной воды, например, Karcher SCP 9000 или Elpumps CT4274.

В первом случае в перекачиваемой воде допустима концентрация твердых частиц до 100 мг/м3, во втором – до 200 мг/м3. Несоблюдение этих ограничений приведет к быстрой поломке агрегата, так как это значительно ускоряет степень износа его внутренних частей под действием абразива.

Какой максимально допустимый размер твердых частиц, находящихся в перекачиваемой воде?

Для каждой модели он будет свой. Для одних составляет 10 мм, как в Marina-Speroni TS 800/S, а для других все 30 мм, например, Elpumps BT6877K INOX.

Поэтому, например, если Вы планируете осушить ров или погреб, где могут попасться крупные камешки, ветки, щепки, мелкий мусор, то лучше подобрать насос, способный пропускать через себя крупные элементы. Обычно они имеют сетчатые фильтры, которые препятствую попаданию внутрь их слишком больших частиц.

Также следует обратить внимание на температуру перекачиваемой жидкости и ее химический состав. Чаще всего нагрев должен быть не больше +40оС. Превышение этой нормы, а также наличие в жидкости агрессивных химических примесей крайне губительно сказываются на состоянии насосного оборудования. Поэтому рекомендуем внимательно оценить этот фактор.

Основными характеристиками, которые нужно учесть при выборе, являются производительность и напор.

В среднем бытовые «дренажники» перекачивают 130 – 180 л/мин. Просто необходимо соотнести объем воды, которую надо перекачать, со временем, которое вы хотите на это затратить. Чем выше производительность, тем быстрее Вы сможете выкачать определенное количество жидкости. Например, подпол осушить в частном доме можно и с Al-ko Drain 8001, а для организации дренажной системы, да еще с обилием грунтовых вод, лучше предпочесть такие модели как Speroni TF 1000/S.

Что касается напора, он небольшой, в среднем около 10 м, при глубине забора не более двух. Но не следует забывать о соотношении вертикального и горизонтального напора 1:10. То есть, если выбранная модель обладает напором 7 м, то она может перекачать ее на расстояние до 70 м. Конечно, эти показатели – приблизительные, приводятся для идеальных условий испытательных лабораторий. В реальности нужно учитывать, что они будут несколько меньше.

Фантастически широкое применение

В первую очередь насос используется для организации хорошо спланированного дренажа, вернее, целой дренажной системы на вашем приусадебном участке.

Выглядит это примерно так. В самой нижней точке территории делается небольшое углубление. Обычно оно бетонируется или заливается цементом и в него устанавливается такой насос. По всей площади участка организуется сеть сточных желобов или канав, которые замыкаются на этом углублении. Избытки воды на участке по этим путям собираются в общий накопитель, а оттуда принудительно сливаются на значительном удалении от осушаемой территории.

Другой вариант, при котором не обойтись без подобного агрегата, это проведение мелиоративных работ. Например, часть вашего участка занята небольшим прудом, а у Вас есть желание пустить эту площадь под посадку. В таком случае оправдано приобретение мощного дренажного насоса, способного перекачивать большое количество воды с достаточно крупным допустимым диаметром твердых частиц. А оставшиеся после озера ил и водоросли, кстати, будут отличнейшим удобрением.

Дренажный насос может быть единственным возможным вариантом доставки воды для полива и орошения, если рядом только источник грязной воды. Если он предназначен для чистой воды и у вас есть ее неглубокий источник, то он вполне может заменить колодезную или скважинную модель. Также эти агрегаты используются для поддержания оптимального уровня грунтовых вод, чтобы предупредить подтопление приусадебного участка и построек, на нем расположенных.

Вы сможете быстро осушить подвал или погреб, траншеи, канавы, рвы и просто ямы. Иногда они применяются для доставки воды к садовым фонтанам, для наполнения и осушения бассейнов, искусственных прудов. Они могут пригодиться для устранения последствий небольших бытовых аварий вследствие течи или прорыва водопроводных труб.

Что значит покупка дренажного насоса?

  • Вы приобретаете универсальный агрегат – уж если он грязную воду перекачивает, то с чистой справиться в два счета.
  • Отсутствие нужды в техническом обслуживании – все Ваши заботы сведутся к периодической очистке сетчатых фильтров.
  • Доступная цена на довольно мощные бытовые модели.
  • Вы сами сможете организовать дренаж на собственном участке, без привлечения третьих лиц. А это, как понимаете, тоже существенная экономия финансов.
  • Возможность использования для технического водоснабжения практически любых поверхностных источников. Это особенно важно в летний период, когда воды требуется для полива великое множество.
  • С таким насосом ваш подвал всегда будет сухим – значит, не будет плесени, грибков и запаха сырости, а соленья и варенья в погребе останутся в сохранности.
  • Имея такое оборудование, Вы всегда можете быстро и эффективно провести любые осушительные работы, например, при прорыве труб или резком повышении уровня грунтовых вод и подтоплении вашего участка.

Озаботиться приобретением такого оборудования лучше до того как оно вам потребуется, что быть во всеоружии. Наши менеджеры в свою очередь готовы оказать всю необходимую информационную поддержку и дать квалифицированную консультацию по вопросу подбора необходимой модели.

Характеристики диодов, конструкции и особенности применения

Характеристики диодов, конструкции и особенности применения

В предыдущей статье мы начали знакомство с полупроводниковым диодом. В этой статье мы рассмотрим свойства диодов, их достоинства и недостатки, различные конструкции и особенности применения в электронных схемах.

Вольтамперная характеристика диода

Вольтамперная характеристика (ВАХ) полупроводникового диода показана на рисунке 1.

Здесь в одном рисунке показаны ВАХ германиевого (синим цветом) и кремниевого (черным цветом) диодов. Нетрудно заметить, что характеристики очень похожи. На координатных осях нет никаких цифр, поскольку для разных типов диодов они могут существенно различаться: мощный диод может пропустить прямой ток в несколько десятков ампер, в то время как маломощный всего несколько десятков или сотен миллиампер.

Диодов разных моделей великое множество, и все они могут иметь разное назначение, хотя основной их задачей, основным свойством является обеспечение односторонней проводимости тока. Именно это свойство позволяет использовать диоды в выпрямителях и детекторных устройствах. Следует, однако, заметить, что в настоящее время германиевые диоды, равно как и транзисторы вышли из употребления.

Рисунок 1. Вольтамперная характеристика диода

Прямая ветвь ВАХ

В первом квадранте системы координат расположена прямая ветвь характеристики, когда диод находится в прямом включении, – к аноду подключен положительный вывод источника тока, соответственно отрицательный вывод к катоду.

По мере увеличения прямого напряжения Uпр, начинает возрастать и прямой ток Iпр. Но пока это возрастание незначительно, линия графика имеет незначительный подъем, напряжение растет значительно быстрее, чем ток. Другими словами, несмотря на то, что диод включен в прямом направлении, ток через него не идет, диод практически заперт.

При достижении определенного уровня напряжения на характеристике появляется излом: напряжение практически не меняется, а ток стремительно растет. Это напряжение называется прямым падением напряжения на диоде, на характеристике обозначено как Uд. Для большинства современных диодов это напряжение находится в пределах 0,5…1В.

На рисунке видно, что для германиевого диода прямое напряжение несколько меньше (0,3…0,4В), чем для кремниевого (0,7…1,1В). Если прямой ток через диод умножить на прямое напряжение, то полученный результат будет не что иное, как мощность, рассеиваемая на диоде Pд = Uд * I.

Если эта мощность будет превышена относительно допустимой, то может произойти перегрев и разрушение p-n перехода. Именно поэтому в справочниках ограничивается максимальный прямой ток, а не мощность (считается, что прямое напряжение известно). Для отведения излишнего тепла мощные диоды устанавливаются на теплоотводы – радиаторы.

Мощность, рассеиваемая на диоде

Сказанное поясняет рисунок 2, на котором показано включение нагрузки, в данном случае лампочки, через диод.

Рисунок 2. Включение нагрузки через диод

Представьте себе, что номинальное напряжение батарейки и лампочки 4,5В. При таком включении на диоде упадет 1В, тогда до лампочки дойдет лишь 3,5В. Конечно, такую схему никто практически собирать не будет, это просто для иллюстрации, как и на что влияет прямое напряжение на диоде.

Предположим, что лампочка ограничила ток в цепи на уровне ровно в 1А. Это для простоты расчета. Также не будем принимать во внимание то, что лампочка является элементом нелинейным, и закону Ома не подчиняется (сопротивление спирали зависит от температуры).

Нетрудно подсчитать, что при таких напряжениях и токах на диоде рассеивается мощность P = Uд * I или 1В * 1А = 1Вт. В то же время мощность на нагрузке всего 3,5В * 1А = 3,5Вт. Получается, что бесполезно расходуется 28 с лишним процентов энергии, больше, чем четвертая часть.

Если прямой ток через диод будет 10…20А, то бесполезно будет расходоваться до 20Вт мощности! Такую мощность имеет маленький паяльник. В описанном случае таким паяльником будет диод.

Диоды Шоттки

Совершенно очевидно, что избавиться от таких потерь можно, если снизить прямое падение напряжения на диоде Uд. Такие диоды получили название диодов Шоттки по имени изобретателя немецкого физика Вальтера Шоттки. Вместо p-n перехода в них используется переход металл – полупроводник. Эти диоды имеют прямое падение напряжения 0,2…0,4В, что значительно снижает мощность, выделяющуюся на диоде.

Единственным, пожалуй, недостатком диодов Шоттки является низкое обратное напряжение, – всего несколько десятков вольт. Максимальное значение обратного напряжения 250В имеет промышленный образец MBR40250 и его аналоги. Практически все блоки питания современной электронной аппаратуры имеют выпрямители на диодах Шоттки.

Обратная ветвь ВАХ

Одним из недостатков следует считать то, что даже при включении диода в обратном направлении через него все равно протекает обратный ток, ведь идеальных изоляторов в природе не бывает. В зависимости от модели диода он может варьироваться от наноампер до единиц микроампер.

Вместе с обратным током на диоде выделяется некоторая мощность, численно равная произведению обратного тока на обратное напряжение. Если эта мощность будет превышена, то возможен пробой p-n перехода, диод превращается в обычный резистор или даже проводник. На обратной ветви ВАХ этой точке соответствует загиб характеристики вниз.

Обычно в справочниках указывается не мощность, а некоторое предельно допустимое обратное напряжение. Примерно так же, как ограничение прямого тока, о котором было сказано чуть выше.

Собственно зачастую именно эти два параметра, а именно прямой ток и обратное напряжение и являются определяющими факторами при выборе конкретного диода. Это на тот случай, когда диод предназначается для работы на низкой частоте, например выпрямитель напряжения с частотой промышленной сети 50…60Гц.

Электрическая емкость p-n перехода

При использовании диодов в высокочастотных цепях приходится помнить о том, что p-n переход, подобно конденсатору имеет электрическую емкость, к тому же зависящую от напряжения, приложенного к p-n переходу. Это свойство p-n перехода используется в специальных диодах – варикапах, применяемых для настройки колебательных контуров в приемниках. Наверно, это единственный случай, когда эта емкость используется во благо.

В остальных случаях эта емкость оказывает мешающее воздействие, замедляет переключение диода, снижает его быстродействие. Такая емкость часто называется паразитной. Она показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Паразитная емкость

Конструкция диодов.

Плоскостные и точечные диоды

Чтобы избавиться от вредного воздействия паразитной емкости, применяются специальные высокочастотные диоды, например точечные. Конструкция такого диода показана на рисунке 25.

Рисунок 4. Точечный диод

Особенностью точечного диода является конструкция его электродов, один из которых является металлической иглой. В процессе производства эта игла, содержащая примесь (донор или акцептор), вплавляется в кристалл полупроводника, в результате чего получается p-n переход требуемой проводимости. Такой переход имеет малую площадь, а, следовательно, малую паразитную емкость. Благодаря этому рабочая частота точечных диодов достигает нескольких сотен мегагерц.

В случае, если используется более острая игла, полученная без электроформовки, рабочая частота может достигать нескольких десятков гигагерц. Правда, обратное напряжение таких диодов не более 3…5В, да и прямой ток ограничен несколькими миллиамперами. Но ведь эти диоды и не являются выпрямительными, для этих целей, как правило, применяются плоскостные диоды. Устройство плоскостного диода показано на рисунке

Рисунок 5. Плоскостный диод

Нетрудно видеть, что у такого диода площадь p-n перехода намного больше, чем у точечного. У мощных диодов эта площадь может достигать до 100 и более квадратных миллиметров, поэтому их прямой ток намного больше, чем у точечных. Именно плоскостные диоды используются в выпрямителях, работающих на низких частотах, как правило, не свыше нескольких десятков килогерц.

Применение диодов

Не следует думать, что диоды применяются лишь как выпрямительные и детекторные приборы. Кроме этого можно выделить еще множество их профессий. ВАХ диодов позволяет использовать их там, где требуется нелинейная обработка аналоговых сигналов.

Это преобразователи частоты, логарифмические усилители, детекторы и другие устройства. Диоды в таких устройствах используются либо непосредственно как преобразователь, либо формируют характеристики устройства, будучи включенными в цепь обратной связи.

Широкое применение диоды находят в стабилизированных источниках питания, как источники опорного напряжения (стабилитроны), либо как коммутирующие элементы накопительной катушки индуктивности (импульсные стабилизаторы напряжения).

С помощью диодов очень просто создать ограничители сигнала: два диода включенные встречно – параллельно служат прекрасной защитой входа усилителя, например, микрофонного, от подачи повышенного уровня сигнала.

Кроме перечисленных устройств диоды очень часто используются в коммутаторах сигналов, а также в логических устройствах. Достаточно вспомнить логические операции И, ИЛИ и их сочетания.

Одной из разновидностей диодов являются светодиоды. Когда-то они применялись лишь как индикаторы в различных устройствах. Теперь они везде и повсюду от простейших фонариков до телевизоров с LED – подсветкой, не заметить их просто невозможно.

Диоды (часть 1). Устройство и работа. Характеристики и особенности

Самым простым по конструкции в семействе полупроводников являются диоды, имеющие в конструкции всего два электрода, между которыми существует проводимость электрического тока в одну сторону. Такой вид проводимости в полупроводниках создается благодаря их внутреннему устройству.

Особенности устройства

Не зная конструктивных особенностей диода, нельзя понять его принципа действия. Структура диода состоит из двух слоев с проводимостью различного вида.

Диод состоит из следующих основных элементов:
  • Корпус . Выполняется в виде вакуумного баллона, материалом которого может быть керамика, металл, стекло и другие прочные материалы.
  • Катод . Он расположен внутри баллона, служит для образования эмиссии электронов. Наиболее простым устройством катода является тонкая нить, раскаляющаяся в процессе действия. Современные диоды оснащены косвенно накаляющимися электродами, которые выполнены в виде металлических цилиндров со свойством активного слоя, имеющего возможность испускать электроны.
  • Подогреватель . Это особый элемент в виде нити, раскаляющейся от электрического тока. Подогреватель расположен внутри косвенно накаляющегося катода.
  • Анод . Это второй электрод диода, служащий для приема электронов, вылетевших от катода. Анод имеет положительный потенциал, по сравнению с катодом. Форма анода чаще всего так же, как и катода, цилиндрическая. Оба электрода аналогичны эмиттеру и базе полупроводников.
  • Кристалл . Его материалом изготовления является германий или кремний. Одна часть кристалла имеет р-тип с недостатком электронов. Другая часть кристалла имеет n-тип проводимости с избытком электронов. Граница, расположенная между этими двумя частями кристалла, называется р-n переходом.

Эти особенности конструкции диода позволяют ему проводить ток в одном направлении.

Принцип действия

Работа диода характеризуется его различными состояниями, и свойствами полупроводника при нахождении в этих состояниях. Рассмотрим подробнее основные виды подключений диодов, и какие процессы происходят внутри полупроводника.

Диоды в состоянии покоя

Если диод не подключен к цепи, то внутри него все равно происходят своеобразные процессы. В районе «n» есть излишек электронов, что создает отрицательный потенциал. В области «р» сконцентрирован положительный заряд. Совместно такие заряды создают электрическое поле.

Так как заряды с разными знаками притягиваются, то электроны из «n» проходят в «р», при этом заполняют дырки. В итоге таких процессов в полупроводнике появляется очень слабый ток, увеличивается плотность вещества в области «р» до определенного значения. При этом частицы расходятся по объему пространства равномерно, то есть, происходит медленная диффузия. Вследствие этого электроны возвращаются в область «n».

Для многих электрических устройств направление тока не имеет особого значения, все работает нормально. Для диода же, большое значение имеет направление протекания тока. Основной задачей диода является пропускание тока в одном направлении, чему благоприятствует переход р-n.

Обратное включение

Если диоды подсоединять к питанию по изображенной схеме, то ток не будет проходить через р-n переход. К области «n» подсоединен положительный полюс питания, а к «р» — минусовой. В итоге электроны от области «n» переходят к плюсовому полюсу питания. Дырки притягиваются минусовым полюсом. На переходе возникает пустота, носители заряда отсутствуют.

При повышении напряжения дырки и электроны осуществляют притягивание сильнее, и на переходе нет носителей заряда. При обратной схеме включения диода ток не проходит.

Повышение плотности вещества возле полюсов создает диффузию, то есть, стремление к распределению вещества по объему. Это возникает при выключении питания.

Обратный ток

Вспомним о работе неосновных переносчиков заряда. При запертом диоде, через него проходит малая величина обратного тока. Он и образуется от неосновных носителей, двигающихся в обратном направлении. Такое движение возникает при обратной полярности питания. Обратный ток обычно незначительный, так как число неосновных носителей очень мало.

При возрастании температуры кристалла их число повышается и обуславливает повышение обратного тока, что обычно приводит к повреждению перехода. Для того, чтобы ограничить температуру работы полупроводников, их корпус монтируют на теплоотводящие радиаторы охлаждения.

Прямое включение

Поменяем местами полюса питания между катодом и анодом. На стороне «n» электроны будут отходить от отрицательного полюса, и проходить к переходу. На стороне «р» дырки, имеющие положительный заряд, оттолкнутся от положительного вывода питания. Поэтому электроны и дырки начнут стремительное движение друг к другу.

Частицы с разными зарядами скапливаются возле перехода, и между ними образуется электрическое поле. Электроны проходят через р-n переход и двигаются в область «р». Часть электронов рекомбинирует с дырками, а остальные проходят к положительному полюсу питания. Возникает прямой ток диода, который имеет ограничения его свойствами. При превышении этой величины диод может выйти из строя.

При прямой схеме диода, его сопротивление незначительное, в отличие от обратной схемы. Считается, что обратно ток по диоду не проходит. В результате мы выяснили, что диоды работают по принципу вентиля: повернул ручку влево – вода течет, вправо – нет воды. Поэтому их еще называют полупроводниковыми вентилями.

Прямое и обратное напряжение

Во время открытия диода, на нем имеется прямое напряжение. Обратным напряжением считается величина во время закрытия диода и прохождения через него обратного тока. Сопротивление диода при прямом напряжении очень мало, в отличие от обратного напряжения, возрастающего до тысяч кОм. В этом можно убедиться путем измерения мультиметром.

Сопротивление полупроводникового кристалла может изменяться в зависимости от напряжения. При увеличении этого значения сопротивление снижается, и наоборот.

Если диоды использовать в работе с переменным током, то при плюсовой полуволне синуса напряжения он будет открыт, а при минусовой – закрыт. Такое свойство диодов применяют для выпрямления напряжения. Поэтому такие устройства называются выпрямителями.

Характеристика диодов

Характеристика диода выражается графиком, на котором видна зависимость тока, напряжения и его полярности. Вертикальная ось координат в верхней части определяет прямой ток, в нижней части – обратный.

Горизонтальная ось справа обозначает прямое напряжение, слева – обратное. Прямая ветка графика выражает ток пропускания диода, проходит рядом с вертикальной осью, так как выражает повышение прямого тока.

Вторая ветка графика показывает ток при закрытом диоде, и проходит параллельно горизонтальной оси. Чем круче график, тем лучше диод выпрямляет ток. После возрастания прямого напряжения, медленно повышается ток. Достигнув области скачка, его величина резко нарастает.

На обратной ветви графика видно, что при повышении обратного напряжения, величина тока практически не возрастает. Но, при достижении границ допустимых норм происходит резкий скачок обратного тока. Вследствие этого диод перегреется и выйдет из строя.

Характеристики диодов, конструкции и особенности применения

Полупроводниковый диод или просто диод представляет из себя радиоэлемент, который пропускает электрический ток только в одном направлении и блокирует его прохождение в другом направлении. По аналогии с гидравликой диод можно сравнить с обратным клапаном: устройством, которое пропускает жидкость только в одном направлении.

обратный клапан

Диод – это радиоэлемент с двумя выводами. Некоторые диоды выглядят почти также как и резисторы:

А некоторые выглядят чуточку по-другому:

Есть также и SMD исполнение диодов:

Выводы диода называются – анод и катод. Некоторые по ошибке называют их “плюс” и “минус”. Это неверно. Так говорить нельзя.

На схемах диод обозначается так

Он может пропускать электрический ток только от анода к катоду.

Из чего состоит диод

В нашем мире встречаются вещества, которые отлично проводят электрический ток. Сюда в основном можно отнести металлы, например, серебро, медь, алюминий, золото и так далее. Такие вещества называют проводниками. Есть вещества, которые ну очень плохо проводят электрический ток – фарфор, пластмассы, стекло и так далее. Их называют диэлектриками или изоляторами. Между проводниками и диэлектриками находятся полупроводники. Это в основном германий и кремний.

После того, как германий или кремний смешивают с мельчайшей долей мышьяка или индия, образуется полупроводник N-типа, если смешать с мышьяком; или полупроводник P-типа, если смешать с индием.

Теперь если эти два полупроводника P и N -типа приварить вместе, на их стыке образуется PN-переход. Это и есть строение диода. То есть диод состоит из PN-перехода.

строение диода

Полупроводник P-типа в диоде является анодом, а полупроводник N-типа – катодом.

Давайе вскроем советский диод Д226 и посмотрим, что у него внутри, сточив часть корпуса на наждачном круге.

диод Д226

Вот это и есть тот самый PN-переход

PN-переход диода

Как определить анод и катод диода

1) на некоторых диодах катод обозначают полоской, отличающейся от цвета корпуса

2) можно проверить диод с помощью мультиметра и узнать, где у него катод, а где анод. Заодно проверить его работоспособность. Этот способ железный ;-). Как проверить диод с помощью мультиметра можно узнать в этой статье.

Где находится анод, а где катод очень легко запомнить, если вспомнить воронку для наливания жидкостей в узкие горлышки бутылок. Воронка очень похожа на схему диода. Наливаем в воронку, и жидкость у нас очень хорошо бежит, а если ее перевернуть, то попробуй налей-ка через узкое горлышко воронки ;-).

Диод в цепи постоянного тока

Как мы уже говорили, диод пропускает электрический ток только в одном направлении. Для того, чтобы это показать, давайте соберем простую схему.

прямое включение диода

Так как наша лампа накаливания на 12 Вольт, следовательно, на блоке питания тоже выставляем значение в 12 В и собираем всю электрическую цепь по схеме выше. В результате, лампочка у нас прекрасно горит. Это говорит о том, что через диод проходит электрический ток. В этом случае говорят, что диод включен в прямом направлении.

диод в прямом включении

Давайте теперь поменяем выводы диода. В результате, схема примет такой вид.

обратное включение диода

Как вы видите, лампочка не горит, так как диод не пропускает электрический ток, то есть блокирует его прохождение, хотя источник питания и выдает свои честные 12 Вольт.

обратное включение диода

Какой вывод можно из этого сделать? Диод проводит постоянный ток только в одном направлении.

Диод в цепи переменного тока

Кто забыл, что такое переменный ток, читаем эту статью. Итак, для того, чтобы рассмотреть работу диода в цепи переменного тока, давайте составим схему. Здесь мы видим генератор частоты G, диод и два клеммника Х1 и Х2, с которых мы будем снимать сигнал с помощью осциллографа.

Мой генератор частоты выглядит вот так.

генератор частот

Осциллограмму будем снимать с помощью цифрового осциллографа

Генератор выдает переменное синусоидальное напряжение.

синусоидальный сигнал

Что же будет после диода? Цепляемся к клеммам X1 и X2 и видим вот такую осциллограмму.

переменное напряжение после диода

Диод вырезал нижнюю часть синусоиды, оставив только верхнюю часть.

А что будет, если мы поменяем выводы диода? Схема примет такой вид.

переменый ток после диода

Что же получим на клеммах Х1 и Х2 ? Смотрим на осциллограмму.

переменный ток после диода

Ничего себе! Диод срезал только положительную часть синусоиды!

Характеристики диода

Давайте рассмотрим характеристику диода КД411АМ. Ищем его характеристики в интернете, вбивая в поиск “даташит КД411АМ”

Для объяснения параметров диода, нам также потребуется его ВАХ

1) Обратное максимальное напряжение Uобр – это такое напряжение диода, которое он выдерживает при подключении в обратном направлении, при этом через него будет протекать ток Iобр – сила тока при обратном подключении диода. При превышении обратного напряжения в диоде возникает так называемый лавинный пробой, в результате этого резко возрастает ток, что может привести к полному тепловому разрушению диода. В нашем исследуемом диоде это напряжение равняется 700 Вольт.

2) Максимальный прямой ток Iпр – это максимальный ток, который может течь через диод в прямом направлении. В нашем случае это 2 Ампера.

3) Максимальная частота Fd , которую нельзя превышать. В нашем случае максимальная частота диода будет 30 кГц. Если частота будет больше, то наш диод будет работать неправильно.

Виды диодов

Стабилитроны

Стабилитроны представляют из себя те же самые диоды. Даже из названия понятно, чтоб стабилитроны что-то стабилизируют. А стабилизируют они напряжение. Но чтобы стабилитрон выполнял стабилизацию, требуется одно условие. Они должны подключатся противоположно, чем диоды. Анод на минус, а катод на плюс. Странно не правда ли? Но почему так? Давайте разберемся. В Вольт амперной характеристике (ВАХ) диода используется положительная ветвь – прямое направление, а вот в стабилитроне другая часть ветки ВАХ – обратное направление.

Снизу на графике мы видим стабилитрон на 5 Вольт. Сколько бы у нас не изменялась сила тока, мы все равно будем получать 5 Вольт ;-). Круто, не правда ли? Но есть и подводные камни. Сила тока не должны быть больше, чем в описании на диод, иначе он выйдет из строя от высокой температуры – Закон Джоуля-Ленца. Главный параметр стабилитрона – это напряжение стабилизации (Uст). Измеряется в Вольтах. На графике вы видите стабилитрон с напряжением стабилизации 5 Вольт. Также есть диапазон силы тока, при котором будет работать стабилитрон – это минимальный и максимальный ток (Imin, Imax). Измеряется в Амперах.

Выглядят стабилитроны точно также, как и обычные диоды:

На схемах обозначаются вот так:

Светодиоды

Светодиоды – особый класс диодов, которые излучают видимый и невидимый свет. Невидимый свет – это свет в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне. Но для промышленности все таки большую роль играют светодиоды с видимым светом. Они используются для индикации, оформления вывесок, светящихся баннеров, зданий а также для освещения. Светодиоды имеют такие же параметры, как и любые другие диоды, но обычно их максимальный ток значительно ниже.

Предельное обратное напряжение (Uобр) может достигать 10 Вольт. Максимальный ток (Imax) будет ограничиваться для простых светодиодов порядка 50 мА. Для осветительных больше. Поэтому при подключении обычного диода нужно вместе с ним последовательно подключать резистор. Резистор можно рассчитать по нехитрой формуле, но в идеале лучше использовать переменный резистор, подобрать нужное свечение, замерять номинал переменного резистора и поставить туда постоянный резистор с таким же номиналом.

Лампы освещения из светодиодов потребляют копейки электроэнергии и стоят дешево.

Очень большим спросом пользуются светодиодные ленты, состоящие из множества SMD светодиодов. Смотрятся очень красиво.

На схемах светодиоды обозначаются так:

Не забываем, что светодиоды делятся на индикаторные и осветительные. Индикаторные светодиоды обладают слабым свечением и используются для индикации каких-либо процессов, происходящих в электронной цепи. Для них характерно слабое свечение и малый ток потребления

Ну и осветительные светодиоды – это те, которые используются в ваших китайских фонариках, а также в LED-лампах

Светодиод – это токовый прибор, то есть для его нормальной работы требуется номинальный ток, а не напряжение. При номинальном токе на светодиоде падает некоторое напряжение, которое зависит от типа светодиода (номинальной мощности, цвета, температуры). Ниже табличка, показывающая какое падение напряжения бывает на светодиодах разных цветов свечения при номинальном токе:

Как проверить светодиод можно узнать из этой статьи.

Тиристоры

Тиристоры представляют собой диоды, проводимость которых управляется с помощью третьего вывода – управляющего электрода (УЭ). Основное применение тиристоров – это управление мощной нагрузкой с помощью слабого сигнала, подаваемого на управляющий электрод. Выглядят тиристоры примерно как диоды или транзисторы. У тиристоров параметров столько, что не хватит статьи для их описания. Главный параметр – Iос,ср. – среднее значение тока, которое должно протекать через тиристор в прямом направлении без вреда для его здоровья. Немаловажным параметром является напряжение открытия тиристор – (Uу), которое подается на управляющий электрод и при котором тиристор полностью открывается.

а вот так примерно выглядят силовые тиристоры, то есть тиристоры, которые работают с большой силой тока:

На схемах триодные тиристоры выглядят вот таким образом:

Существуют также разновидности тиристоров – динисторы и симисторы. У динисторов нет управляющего электрода и он выглядит, как обычный диод. Динисторы начинают пропускать через себя электрический ток в прямом включении, когда напряжение на нем превысит какое-то значение. Симисторы – это те же самые триодные тиристоры, но при включении пропускают через себя электрический ток в двух направлениях, поэтому они используются в цепях с переменным током.

Диодный мост и диодные сборки

Производители также несколько диодов заталкивают в один корпус и соединяют их между собой в определенной последовательности. Таким образом получаются диодные сборки. Диодные мосты – одна из разновидностей диодных сборок.

На схемах диодный мост обозначается вот так:

Существуют также и другие виды диодов, такие как варикапы, диод Ганна, диод Шоттки и тд. Для того, чтобы их всех описать, нам не хватит и вечности.

Очень интересное видео про диод

Похожие статьи по теме “диод”

Виды и классификация диодов

Диод – электронный прибор с двумя (иногда тремя) электродами, обладающий односторонней проводимостью. Электрод, подключенный к положительному полюсу прибора, называют анодом, к отрицательному – катодом. Если к прибору приложено прямое напряжение, то он находится в открытом состоянии, при котором сопротивление мало, а ток протекает беспрепятственно. Если прикладывается обратное напряжение, прибор, благодаря высокому сопротивлению, является закрытым. Обратный ток присутствует, но он настолько мал, что условно принимается равным нулю.

Содержание статьи

  • Общая классификация
    • Неполупроводниковые
    • Полупроводниковые
  • Виды диодов по размеру перехода
  • Виды диодов по материалу изготовления
  • Виды диодов по частотному диапазону
  • Применение диодов
    • Выпрямительные диоды
    • Диодные детекторы
    • Ограничительные устройства
    • Диодные переключатели
    • Диодная искрозащита
    • Параметрические диоды
    • Смесительные диоды
    • Умножительные диоды
    • Настроечные диоды
    • Генераторные диоды
  • Виды диодов по типу конструкции
    • Стабилитроны (диоды Зенера)
    • Стабисторы
    • Диоды Шоттки
    • Варикапы
    • Туннельные диоды
    • Тиристоры
    • Симисторы
    • Динисторы
    • Диодные мосты
    • Фотодиоды
    • Светодиоды
    • Инфракрасные диоды
    • Диоды Ганна
    • Магнитодиоды
    • Лазерные диоды
    • Лавинные и лавинно-пролетные диоды
    • PIN-диоды
    • Триоды
  • Маркировка диодов

Общая классификация

Диоды делятся на большие группы – неполупроводниковые и полупроводниковые.

Неполупроводниковые

Одной из наиболее давних разновидностей являются ламповые (электровакуумные) диоды. Они представляют собой радиолампы с двумя электродами, один из которых нагревается нитью накала. В открытом состоянии с поверхности нагреваемого катода заряды движутся к аноду. При противоположном направлении поля прибор переходит в закрытую позицию и ток практически не пропускает.

Еще одни вид неполупроводниковых приборов – газонаполненные, из которых сегодня используются только модели с дуговым разрядом. Газотроны (приборы с термокатодами) наполняются инертными газами, ртутными парами или парами других металлов. Специальные оксидные аноды, используемые в газонаполненных диодах, способны выдерживать высокие нагрузки по току.

Полупроводниковые

В основе полупроводниковых приборов лежит принцип p-n перехода. Существует два типа полупроводников – p-типа и n-типа. Для полупроводников p-типа характерен избыток положительных зарядов, n-типа – избыток отрицательных зарядов (электронов). Если полупроводники этих двух типов находятся рядом, то возле разделяющей их границы располагаются две узкие заряженные области, которые называются p-n переходом. Такой прибор с двумя типами полупроводников с разной примесной проводимостью (или полупроводника и металла) и p-n-переходом называется полупроводниковым диодом. Именно полупроводниковые диодные устройства наиболее востребованы в современных аппаратах различного назначения. Для разных областей применения разработано множество модификаций таких приборов.

Виды диодов по размеру перехода

По размерам и характеру p-n перехода различают три вида приборов – плоскостные, точечные и микросплавные.

Плоскостные детали представляют одну полупроводниковую пластину, в которой имеются две области с различной примесной проводимостью. Наиболее популярны изделия из германия и кремния. Преимущества таких моделей – возможность эксплуатации при значительных прямых токах, в условиях высокой влажности. Из-за высокой барьерной емкости они могут работать только с низкими частотами. Их главные области применения – выпрямители переменного тока, устанавливаемые в блоках питания. Эти модели называются выпрямительными.

Точечные диоды имеют крайне малую площадь p-n перехода и приспособлены для работы с малыми токами. Называются высокочастотными, поскольку используются в основном для преобразования модулированных колебаний значительной частоты.

Микросплавные модели получают путем сплавления монокристаллов полупроводников p-типа и n-типа. По принципу действия такие приборы – плоскостные, но по характеристикам они аналогичны точечным.

Материалы для изготовления диодов

При производстве диодов используются кремний, германий, арсенид галлия, фосфид индия, селен. Наиболее распространенными являются первые три материала.

Очищенный кремний – относительно недорогой и простой в обработке материал, имеющий наиболее широкое распространение. Кремниевые диоды являются прекрасными моделями общего назначения. Их напряжение смещения – 0,7 В. В германиевых диодах эта величина составляет 0,3 В. Германий – более редкий и дорогой материал. Поэтому германиевые приборы используются в тех случаях, когда кремниевые устройства не могут эффективно справиться с технической задачей, например в маломощных и прецизионных электроцепях.

Виды диодов по частотному диапазону

По рабочей частоте диоды делятся на:

  • Низкочастотные – до 1 кГц.
  • Высокочастотные и сверхвысокочастотные – до 600 мГц. На таких частотах в основном используются устройства точечного исполнения. Емкость перехода должна быть невысокой – не более 1-2 пФ. Эффективны в широком диапазоне частот, в том числе низкочастотном, поэтому являются универсальными.
  • Импульсные диоды используются в цепях, в которых принципиальным фактором является высокое быстродействие. По технологии изготовления такие модели разделяют на точечные, сплавные, сварные, диффузные.

Области применения диодов

Современные производители предлагают широкий ассортимент диодов, адаптированных для конкретных областей применения.

Выпрямительные диоды

Эти устройства служат для выпрямления синусоиды переменного тока. Их принцип действия основывается на свойстве устройства переходить в закрытое состояние при обратном смещении. В результате работы диодного прибора происходит срезание отрицательных полуволн синусоиды тока. По мощности рассеивания, которая зависит от наибольшего разрешенного прямого тока, выпрямительные диоды делят на три типа – маломощные, средней мощности, мощные.

  • Слаботочные диоды могут использоваться в цепях, в которых величина тока не превышает 0,3 А. Изделия отличаются малой массой и компактными габаритами, поскольку их корпус изготавливается из полимерных материалов.
  • Диоды средней мощности могут работать в диапазоне токов 0,3-10,0 А. В большинстве случаев они имеют металлический корпус и жесткие выводы. Производят их в основном из очищенного кремния. Со стороны катода изготавливается резьба для фиксации на теплоотводящем радиаторе.
  • Мощные (силовые) диоды работают в цепях с током более 10 А. Их корпусы изготавливают из металлокерамики и металлостекла. Конструктивное исполнение – штыревое или таблеточное. Производители предлагают модели, рассчитанные на токи до 100 000 А и напряжение до 6 кВ. Изготавливаются в основном из кремния.

Диодные детекторы

Такие устройства получают комбинацией в схеме диодов с конденсаторами. Они предназначены для выделения низких частот из модулированных сигналов. Присутствуют в большинстве аппаратов бытового применения – радиоприемниках и телевизорах. В качестве детекторов излучения используются фотодиоды, преобразующие свет, попадающий на светочувствительную область, в электрический сигнал.

Ограничительные устройства

Защиту от перегруза обеспечивает цепочка из нескольких диодов, которые подключают к питающим шинам в обратном направлении. При соблюдении стандартного рабочего режима все диоды закрыты. Однако при выходе напряжения сверх допустимого назначения срабатывает один из защитных элементов.

Диодные переключатели

Переключатели, представляющие собой комбинацию диодов, которые применяются для мгновенного изменения высокочастотных сигналов. Такая система управляется постоянным электрическим током. Высокочастотный и управляющие сигналы разделяют с помощью конденсаторов и индуктивностей.

Диодная искрозащита

Эффективную искрозащиту создают с помощью комбинирования шунт-диодного барьера, ограничивающего напряжение, с токоограничительными резисторами.

Параметрические диоды

Используются в параметрических усилителях, которые являются подвидом резонансных регенеративных усилителей. Принцип работы основан на физическом эффекте, который заключается в том, что при поступлении на нелинейную емкость разночастотных сигналов часть мощности одного сигнала можно направить на рост мощности другого сигнала. Элементом, предназначенным для содержания нелинейной емкости, и является параметрический диод.

Смесительные диоды

Смесительные устройства используются для трансформации сверхвысокочастотных сигналов в сигналы промежуточной частоты. Трансформация сигналов осуществляется, благодаря нелинейности параметров смесительного диода. В качестве смесительных СВЧ-диодов используются приборы с барьером Шоттки, варикапы, обращенные диоды, диоды Мотта.

Умножительные диоды

Эти СВЧ устройства используются в умножителях частоты. Они могут работать в дециметровом, сантиметровом, миллиметровом диапазонах длин волн. Как правило, в качестве умножительных приборов используются кремниевые и арсенид-галлиевые устройства, часто – с эффектом Шоттки.

Настроечные диоды

Принцип работы настроечных диодов основан на зависимости барьерной емкости p-n перехода от величины обратного напряжения. В качестве настроечных используются приборы кремниевые и арсенид-галлиевые. Эти детали применяют в устройствах перестройки частоты в сверхчастотном диапазоне.

Генераторные диоды

Для генерации сигналов в сверхвысокочастотном диапазоне востребованы устройства двух основных типов – лавинно-пролетные и диоды Ганна. Некоторые генераторные диоды при условии включения в определенном режиме могут выполнять функции умножительных устройств.

Виды диодов по типу конструкции

Стабилитроны (диоды Зенера)

Эти устройства способны сохранять рабочие характеристики в режиме электрического пробоя. В низковольтных устройствах (напряжение до 5,7 В) используется туннельный пробой, в высоковольтных – лавинный. Стабилизацию невысоких напряжений обеспечивают стабисторы.

Стабисторы

Стабиистор, или нормистор, — это полупроводниковый диод, в котором для стабилизации напряжения используется прямая ветвь вольт-амперной характеристики (то есть в области прямого смещения напряжение на стабисторе слабо зависит от тока). Отличительной особенностью стабисторов по сравнению со стабилитронами является меньшее напряжение стабилизации (примерно 0,7-2 V).

Диоды Шоттки

Устройства, применяемые в качестве выпрямительных, умножительных, настроечных, работают на базе контакта металл-полупроводник. Конструктивно они представляют собой пластины из низкоомного кремния, на которые наносится высокоомная пленка с тем же типом проводимости. На пленку вакуумным способом напыляется металлический слой.

Варикапы

Варикапы выполняют функции емкости, величина которой меняется с изменением напряжения. Основная характеристика этого прибора – вольт-фарадная.

Туннельные диоды

Эти полупроводниковые диоды имеют падающий участок на вольтамперной характеристике, возникающий из-за туннельного эффекта. Модификация туннельного устройства – обращенный диод, в котором ветвь отрицательного сопротивления выражена мало или отсутствует. Обратная ветвь обращенного диода соответствует прямой ветви традиционного диодного устройства.

Тиристоры

В отличие от обычного диода, тиристор, кроме анода и катода, имеет третий управляющий электрод. Для этих моделей характерны два устойчивых состояния – открытое и закрытое. По устройству эти детали разделяют на динисторы, тринисторы, симисторы. При производстве этих изделий в основном используется кремний.

Симисторы

Симисторы (симметричные тиристоры) – это разновидность тиристора, используется для коммутации в цепях переменного тока. В отличие от тиристора, имеющего катод и анод, основные (силовые) выводы симистора называть катодом или анодом некорректно, так как в силу структуры симистора они являются тем и другим одновременно. Симистор остаётся открытым, пока протекающий через основные выводы ток превышает некоторую величину, называемую током удержания.

Динисторы

Динистором, или диодным тиристором, называется устройство, не содержащее управляющих электродов. Вместо этого они управляются напряжением, приложенным между основными электродами. Их основное применение – управление мощной нагрузкой при помощи слабых сигналов. Также динисторы используют при изготовлении переключающих устройств.

Диодные мосты

Это 4, 6 или 12 диодов, которые соединяются между собой. Число диодных элементов определяется типом схемы, которая бывает – однофазной, трехфазной, полно- или полумостовой. Мосты выполняют функцию выпрямления тока. Часто используются в автомобильных генераторах.

Фотодиоды

Предназначены для преобразования световой энергии в электрический сигнал. По принципу работы аналогичны солнечным батареям.

Светодиоды

Эти устройства при подключении к электрическому току излучают свет. Светодиоды, имеющие широкую цветовую гамму свечения и мощность, применяются в качестве индикаторов в различных приборах, излучателей света в оптронах, используются в мобильных телефонах для подсветки клавиатуры. Приборы высокой мощности востребованы в качестве современных источников света в фонарях.

Инфракрасные диоды

Это разновидность светодиодов, излучающая свет в инфракрасном диапазоне. Применяется в бескабельных линиях связи, КИП, аппаратах дистанционного управления, в камерах видеонаблюдения для обзора территории в ночное время суток. Инфракрасные излучающие устройства генерируют свет в диапазоне, который не доступен человеческому взгляду. Обнаружить его можно с помощью фотокамеры мобильного телефона.

Диоды Ганна

Эта разновидность сверхчастотных диодов изготавливается из полупроводникового материала со сложной структурой зоны проводимости. Обычно при производстве этих устройств используется арсенид галлия электронной проводимости. В этом приборе нет p-n перехода, то есть характеристики устройства являются собственными, а не возникающими на границе соединения двух разных полупроводников.

Магнитодиоды

В таких приборах ВАХ изменяется под действием магнитного поля. Устройства используются в бесконтактных кнопках, предназначенных для ввода информации, датчиках движения, приборах контроля и измерения неэлектрических величин.

Лазерные диоды

Эти устройства, имеющие сложную структуру кристалла и сложный принцип действия, дают редкую возможность генерировать лазерный луч в бытовых условиях. Благодаря высокой оптической мощности и широким функциональным возможностям, приборы эффективны в высокоточных измерительных приборах бытового, медицинского, научного применения.

Лавинные и лавинно-пролетные диоды

Принцип действия устройств заключается в лавинном размножении носителей заряда при обратном смещении p-n перехода и их преодолении пролетного пространства за определенный временной промежуток. В качестве исходных материалов используются арсенид галлия или кремний. Приборы в основном предназначаются для получения сверхвысокочастотных колебаний.

PIN-диоды

PIN-устройства между p- и n-областями имеют собственный нелегированный полупроводник (i-область). Широкая нелегированная область не позволяет использовать этот прибор в качестве выпрямителя. Однако зато PIN-диоды широко применяются в качестве смесительных, детекторных, параметрических, переключательных, ограничительных, настроечных, генераторных.

Триоды

Триоды – это электронные лампы. Он имеет три электрода: термоэлектронный катод (прямого или косвенного накала), анод и управляющую сетку. Сегодня триоды практически полностью вытеснены полупроводниковыми транзисторами. Исключение составляют области, где требуется преобразование сигналов с частотой порядка сотен МГц — ГГц высокой мощности при маленьком числе активных компонентов, а габариты и масса не имеют большого значения.

Маркировка диодов

Маркировка полупроводниковых диодных устройств включает цифры и буквы:

  • Первая буква характеризует исходный материал. Например, К – кремний, Г – германий, А – арсенид галлия, И – фосфид индия.
  • Вторая буква – класс или группа диода.
  • Третий элемент, обычно цифровой, обозначает применение и электрические свойства модели.
  • Четвертый элемент – буквенный (от А до Я), обозначающий вариант разработки.

Пример: КД202К – кремниевый выпрямительный диффузионный диод.

Читайте также:
Туристические складные кресла: разновидности и выбор
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: