Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 1

Красный черный: плюс минус, как определить полярность

Stalker109 › Блог › Методы определения полярности у светодиодов

Известно, что светодиод в рабочем состоянии пропускает ток только в одном направлении. Если его подключить инверсионно, то постоянный ток через цепь не пройдет, и прибор не засветится. Происходит это потому, что по своей сущности прибор является диодом, просто не каждый диод способен светиться. Получается, что существует полярность светодиода, то есть он чувствует направление движения тока и работает только при определенном его направлении.

Определить полярность прибора по схеме не составит труда. Светодиод обозначают треугольником в кружке. Треугольник упирается всегда в катод (знак «−», поперечная черточка, минус), положительный анод находится с противоположной стороны.

Но как определить полярность, если вы держите в руках сам прибор? Вот перед вами маленькая лампочка с двумя выводами-проводками. К какому проводку подключать плюс источника, а к какому минус, чтобы схема заработала? Как правильно установить сопротивление где плюс?

Первый способ – визуальный. Предположим, вам необходимо определить полярность абсолютно нового светодиода с двумя выводами. Посмотрите на его ножки, то есть выводы. Один из них будет короче другого. Это и есть катод. Запомнить, что это катод можно по слову «короткий», поскольку оба слова начинаются на буквы «к». Плюс будет соответствовать тому выводу, который длиннее. Иногда, правда, на глаз определить полярность сложновато, особенно когда ножки согнуты или поменяли свои размеры в результате предыдущего монтажа.

Глядя в прозрачный корпус, можно увидеть сам кристаллик. Он расположен как будто в маленькой чашечке на подставке. Вывод этой подставки и будет катодом. Со стороны катода также можно увидеть небольшую засечку, как бы срез.

Но не всегда эти особенности заметны у светодиода, поскольку некоторые производители отходят от стандартов. К тому же есть много моделей, изготовленных по другому принципу. На сложных конструкциях сегодня производитель ставит значки «+» и «−», делают отметку катода точкой или зеленой линией, чтобы все было предельно понятно. Но если таких отметок нет по каким-то причинам, то на помощь приходит электрическое тестирование.

Применяем источник питания

Более эффективный способ определить полярность – подключить светодиод к источнику питания

Внимание! Выбирать надо источник, напряжение которого не превышает допустимое напряжение светодиода. Можно соорудить самодельный тестер, используя обычную батарейку и резистор

Это требование связано с тем, что при обратном подключении светодиод может перегореть или ухудшить свои световые характеристики.

Некоторые говорят, что подключали светодиод и так и сяк, и он от этого не портился. Но все дело в предельном значении обратного напряжения. К тому же, лампочка может сразу и не погаснуть, но срок ее работы уменьшится, и тогда ваш светодиод проработает не 30-50 тысяч часов, как указано в его характеристиках, а в несколько раз меньше.

Если мощности элемента питания для светодиода не хватает, и прибор не светится, как вы его ни подключаете, то можно соединить несколько элементов в батарею. Напоминаем, что элементы соединяются последовательно плюс к минусу, а минус к плюсу.

Существуют прибор, который называется мультиметром. Его с успехом можно использовать, чтобы узнать, куда подключать плюс, а куда минус. На это уходит ровным счетом одна минута. В мультиметре выбирают режим измерения сопротивления и прикасаются щупами к контактам светодиода. Красный провод указывает на подключение к плюсу, а черный – к минусу. Желательно, чтобы касание было кратковременным. При обратном включении прибор ничего не покажет, а при прямом включении (плюс к плюсу, а минус к минусу) прибор покажет значение в районе 1,7 кОм.

Можно также включать мультиметр на режим проверки диода. В этом случае при прямом включении светодиодная лампочка будет светиться.

Данный способ самый эффективный для лампочек, излучающих красный и зеленый свет. Светодиод, дающий синий или белый свет рассчитан на напряжение, большее 3 вольт, поэтому не всегда при подключении к мультиметру он будет светиться даже при правильной полярности. Из этой ситуации можно легко выйти, если использовать режим определения характеристик транзисторов. На современных моделях, таких как DT830 или 831, он присутствует.

Диод вставляют в пазы специальной колодки для транзисторов, которая обычно расположена в нижней части прибора. Используется часть PNP (как для транзисторов соответствующей структуры). Одну ножку светодиода засовывают в разъем С, который соответствует коллектору, вторую ножку – в разъем Е, соответствующий эмиттеру. Лампочка засветится, если катод (минус), будет подключен к коллектору. Таким образом, полярность определена.

Обозначение плюса конденсатора

На отечественных советских изделиях обозначался только положительный контакт — знаком “+”. Этот знак наносился на корпус рядом с положительным выводом. Иногда в литературе плюсовой вывод электролитических конденсаторов называют анодом, поскольку они не только пассивно накапливают заряд, но и применяются для фильтрации переменного тока, т.е. обладают свойствами активного полупроводникового прибора. В ряде случаев знак “+” ставят и на печатной плате, вблизи от положительного вывода размещенного на ней накопителя.

На изделиях серии К50-16 маркировку полярности наносят на дно, выполненное из пластмассы. У других моделей серии К50, например К50-6, знак “плюс” нанесен краской на нижнюю часть алюминиевого корпуса, рядом с положительным выводом. Иногда по низу также маркируются изделия импортные, произведенные в странах бывшего социалистического лагеря. Современная отечественная продукция отвечает общемировым стандартам.

Маркировка конденсаторов типа SMD (Surface Mounted Device), предназначенных для поверхностного монтажа (SMT — Surface Mount Technology), отличается от обыкновенной. Плоские модели имеют черный или коричневый корпус в виде маленькой прямоугольной пластины, часть которой у положительного вывода закрашена серебристой полосой с нанесенным на нее знаком “плюс”.

Технические характеристики проводов и кабелей

Электрические цепи создаются на основе проводов и кабелей. Первые используются в создании приборов и устройств, вторые применяются для передачи электроэнергии на большие расстояния. В обоих случаях важнейшей характеристикой является проводимость кабеля. Это свойство, определяющее соотношение переданной полезной энергии и безвозвратных потерь в процессе передачи. Физическая характеристика материала проводов – это удельное электрическое сопротивление. По этому параметру обычно выбираются медные или алюминиевые провода. Причём медь используется при коротких связях в приборах и электромашинах, а алюминий – при создании магистральных линий электропередачи.

Кроме того, кабели и провода классифицируются по количеству жил, их сечению, материалу и способу электроизоляции.

ФОТО: YouTube.comК вопросу о полярности электрического тока – источник с маркированными электродами

Визуальное определение.

Если техническая документация недоступна, то для начала элемент стоит внимательно рассмотреть. Часто это помогает понять, где плюс у светодиода. У наиболее распространенного типа LED устройств – цилиндрического диода размером не менее 3,5 мм – один контакт длиннее. Такое конструктивное решение придумано для индикации полярности. Длинный вывод является положительным анодом.

Распознать плюс и минус можно, если удастся рассмотреть, что у светодиода внутри. Сквозь прозрачную оболочку заметно, что площадь анода (положительного контакта) меньше, чем у катода (отрицательного).

Если на корпусе светодиода имеется скос, то это признак катода.

Чем выше типоразмер и мощность LED изделия, тем больше шансы определить полярность «на глаз».

Определение полярности альтернативными методами

Если случилось так, что мультиметра под рукой нет, а полярность необходимо найти, можно использовать альтернативные и «народные» средства.

К примеру, заряды проводки динамиков проверяются при помощи батарейки на 3 вольта. Для этого необходимо на короткий промежуток времени прикоснуться проводами, присоединенными к батарейке, к выводам динамика.

Если диффузор в динамике начинает двигаться наружу, это будет значить, что положительная клемма динамика присоединена к плюсу батарейки, а отрицательная к минусу. Если же диффузор движется внутрь – полярность перепутана: положительная клемма замкнута на минусе, а отрицательная на плюсе.

Если необходимо подключить блок питания постоянного напряжения или аккумулятор, но на них нет маркировки полярности, а под рукой нет мультиметра, плюс и минус можно определить «народными» методами при помощи подручных материалов.

Самый простой способ определения полярности, которым можно воспользоваться дома – это использовать картофель. Для этого необходимо взять один клубень сырого картофеля и разрезать пополам. После этого два провода (желательно разного цвета или с любым другим отличительным знаком) оголенными концами втыкаются в срез картофеля на расстоянии 1-2 сантиметра друг от друга.

Другие концы проводов подключаются к проверяемому источнику постоянно тока, и прибор включается в сеть (если это аккумулятор, то после подсоединения проводов больше ничего делать не нужно) на 15-20 минут. По истечении этого времени на срезе картофеля, вокруг одного из проводов образуется светло-зеленое пятно, которое будет признаком плюсового заряда провода.

Второй способ также не требует, каких либо, особых устройств или инструментов. Для определения полярности проводов источника постоянного тока понадобится емкость с теплой водой, в которую опускаются два подключенных к источнику питания провода.

После включения прибора в сеть вокруг одного из проводов начнут появляться пузыри газа (водород) – это процесс электролиза воды. Эти пузырьки образуются вокруг источника отрицательного заряда.

Следующий способ подойдет в том случае, если есть не используемый, рабочий компьютерный кулер. Способ определения полярности данным методом заключается в том, что кулер необходимо запитать от проверяемого источника бесперебойного питания. Но зачастую в кулерах присутствует три провода:

  • черный, отвечает за отрицательный заряд;
  • красный, отвечает за положительный заряд;
  • желтый, является датчиком оборотов.

В данном случае желтый провод игнорируется и никуда не подключается. Если после подключения кулера к источнику постоянного напряжения, кулер начал работать, то полярность определена правильно, плюс подключен к красному проводу, а минус – к черному. А если кулер не срабатывает – это будет означать что полярность неправильная.

Для этого необходимо дотронутся индикатором до одного из выводов аккумулятора, прижать палец к обратной стороне индикатора (к контакту на рукоятке), а ко второму выводу аккумулятора дотронуться рукой.

Если индикатор начал светиться, то заряд проверенного вывода, с которым он контактирует, имеет положительное значение, а если индикатор не засветился – вывод отрицательный. Но у этого способа определения полярности есть один недостаток.

Если аккумулятор разрядился или поврежден (пробит), индикатор будет загораться при контакте с обеими клеммами, из-за чего определить значения полюсов аккумуляторной батареи будет невозможно.

Когда требуется определение полярностей LED-лампочек

Маленькие светодиоды широко применяются в различных областях, связанных с освещением и индикацией:

  • уличное освещение: рекламные вывески, парковые подсветки;
  • бытовые элементы искусственного света: освещение рабочих панелей, периметра подвесного потолка, встроенной мебели и др.;
  • индикация электроприборов режимов вкл./выкл.: самодельные умные розетки и т.д.;
  • детские игрушки;
  • пульты ДУ и многое другое.

На различных форумах есть информация о том, что нет смысла искать, где светодиод «прячет» плюс и минус. Нередки суждения, что лампочку можно подключать без соблюдения полярностей. Здесь есть нюансы. Даже если мастеру повезет и элемент даст свет, в конечном счете это приведет к таким последствиям:

  • Ресурс работы неправильно подключенной лампочки, заявленный производителем, сократится в разы. К примеру, при гарантированном режиме 45000 часов светодиод отработает в два раза меньше.
  • Производительность (интенсивность, яркость света) снизится в разы от той, которая должна быть. В общей цепи это будет видно невооруженным глазом.

Подобные игры с полярностями и вероятность работы диодного элемента напрямую зависят от характеристик конкретного полупроводника и напряжения пробоя.

Когда требуется определение полярностей LED-лампочек

Маленькие светодиоды широко применяются в различных областях, связанных с освещением и индикацией:

  • уличное освещение: рекламные вывески, парковые подсветки;
  • бытовые элементы искусственного света: освещение рабочих панелей, периметра подвесного потолка, встроенной мебели и др.;
  • индикация электроприборов режимов вкл./выкл.: самодельные умные розетки и т.д.;
  • детские игрушки;
  • пульты ДУ и многое другое.

На различных форумах есть информация о том, что нет смысла искать, где светодиод «прячет» плюс и минус. Нередки суждения, что лампочку можно подключать без соблюдения полярностей. Здесь есть нюансы. Даже если мастеру повезет и элемент даст свет, в конечном счете это приведет к таким последствиям:

  • Ресурс работы неправильно подключенной лампочки, заявленный производителем, сократится в разы. К примеру, при гарантированном режиме 45000 часов светодиод отработает в два раза меньше.
  • Производительность (интенсивность, яркость света) снизится в разы от той, которая должна быть. В общей цепи это будет видно невооруженным глазом.

Подобные игры с полярностями и вероятность работы диодного элемента напрямую зависят от характеристик конкретного полупроводника и напряжения пробоя.

Как узнать полярность с помощью мультиметра

Иногда бывает так, что в новом электроприборе нет отметки полярности или нужно заново включить проводку испорченного устройства, а все провода имеют один цвет. В подобной ситуации необходимо правильно выделить полюса контактов.

Чтобы определить полярность, к прибору должен быть подключен мультиметр для измерения напряжения постоянного тока до 20 Вт. К разъёму с маркировкой COM (минус) присоединяют черный провод, а в разъём с отметкой VmA — красный провод (следовательно, это знак плюса). После этого зонды подключаются к проводам или контактам и активируется устройство, полярность которого необходимо узнать.

Обратите внимание! Если на дисплее отображается значение мультиметра без дополнительных сигналов, полюса будут правильно определены. Контакт, к которому подключен красный электрод, является плюсовым сигналом

У чёрного контакта будет отрицательный заряд.

Если мультиметр отображает отрицательное значение напряжения, это означает, что зонды неверно соединены с устройством, и красный контакт будет отрицательным, а черный — со знаком плюс.

Если измерительный прибор является аналоговым, то при верном подключении полюсов указатель отобразит фактическое значение напряжения, а полюса будут перевернуты, стрелка начнет отклоняться в обратном направлении от нуля, т. е. представлять минусовое напряжение.

Таким образом, для определения плюса и минуса проводов есть несколько способов — на глаз и с помощью специального оборудования. Все они обладают своими плюсами, минусами и нюансами, которыми стоит руководствоваться в проведении тестирования.

плюсы и минусы – Освещение

Ликбез: все о типах лампочек и их преимуществах и недостатках для использования дома

Типы лампочек

Мы каждый день дома пользуемся электрическим светом, порождаемым лампочками. Давайте познакомимся с ними поближе, узнаем каких типов бывают современные лампочки и какие из них лучше всего подойдут вам.

Лампы накаливания

Лампы накаливания — первые лапочки, которые вообще были придуманы для домашнего использования. Внутри стеклянной емкости в вакууме горит спираль, это и является источником света. Свет у ламп накаливания желтый, сильно искажает цвет предметов, но многим он кажется привычным и уютным.

Криптоновые и биспиральные лампы накаливания обладают повешенными характеристиками, но все же лампы накаливания в целом стремительно уходят в прошлое из-за преобладания недостатков над достоинствами.

Плюсы: очень низкая цена лампочки

Минусы: только желтый тон света, недолгий срок работы, хрупкость, нагрев (максимум 30% потребляемой энергии идет на освещение), очень энергозатратны, перегорают при перепадах электроэнергии

Галогенные лампы

«Галогенка» — это усовершенствованная лампа накаливания, внутри колбы инертный газом с примесями йода и брома, это позволяет таким лампам светить ярче и служить дольше. «Галогенки» бывают очень миниатюрных размеров, но в таком случае они работают от напряжения 12 В и требуется установка небольшого трансформатора.

Галогенные лампы часто используются для локальной подсветки за счет своей яркости и естественного тона света. Многие «галогенки» имеют штырьковый цоколь, что требует покупки специальных светильников.

Плюсы: продленный по сравнению с обычными лампочками срок службы, 2 тона света (желтый и белый), повышенная яркость, большое разнообразие форм и концентрации света позволяет достигать различных декоративных эффектов, приемлемая цена

Минусы: очень быстро нагреваются (быстро сгорают в подвесном потолке и замкнутых пространствах), устанавливаются только в перчатках, т.к. не переносят контакта с жиром, высокое энергопотребление, чувствительны к перепадам напряжения

Люминесцентные лампы

Свечение люминесцентных ламп происходит за счет люминофоров. Лампы этого вида дают мягкий, рассеянный свет, но при этом очень яркий. Из потребляемой энергии гораздо большая часть, чем у ламп накаливания, преобразуется в свет, что позволяет беречь энергию. Эти лампы бывают не только холодного, но теплого тона света, но даже от желтого тона есть ощущение некоторой холодности.

Для домашнего использования подходят не все люминесцентные лампы. Светящиеся трубки, которые можно увидеть в различных учреждениях, тоже относятся к этому типу, но требуют сложной системы подключения, делающей их невыгодными для дома.

Плюсы: умеренная цена, не нагреваются, долговечны, энергосберегающие (тратят в 5 раз меньше энергии, чем лампы накаливания)

Минусы: большие габариты как ограничение, создают вредное для глаз мерцание света, требовательны к стабильности электросети, содержат пары ртути (безопасно для пользователя, но требуют специальной утилизации), включаются с задержкой и долго набирают яркость, быстрее перегорают при частом включении-выключении

Светодиоды

Светодиодные лампочки — торжество высоких технологий. В них используется совершенно иная система: полупроводник, который светится под действием тока. Это делает светодиоды самыми экологичными и экономичными по энергии среди всех лампочек. Еще они производятся различных размеров и тонов света.

Конечно, за все хорошее приходится платить — сегодня это самые дорогие лампочки. Но технологии не стоят на месте и цена постепенно становится приемлемой, не говоря уже о том, как долго служат светодиоды и сколько дорогой энергии экономят.

Плюсы: не нагреваются, очень долго работают, максимально экономят энергию, экологичные (выброшенная лампочка не нанесет вреда земле и воздуху), прочные, спокойно переносят частое включение-выключение, интенсивность света может регулироваться с помощью диммера, многообразие размеров, форм и цветов света.

Минусы: дорого стоят, свет направленный и не слишком яркий (для достижения равномерной освещенности понадобится несколько светильников)

Фотографии: kabsvet.ru, dachaprosto.com, confidenceandlight.com, hand-build.ru, joyreactor.cc

Недостатки ламп накаливания

При всех своих положительных характеристиках лампа накаливания имеет и ряд отрицательных моментов, которые стоит учитывать при выборе. К основным недостаткам такого вида ламп относят:

  • Такие лампы характерны низким процентом отдачи света в сравнении с современными моделями осветительных лампочек.
  • Небольшой срок службы – всего 1 000 часов, когда современные лампы могут работать и 5 000, а иногда и до 15 и 30 тысяч часов.
  • Колба самой лампочки достаточно хрупкая и чувствительна к даже самым небольшим по силе ударам и вибрациям.
  • Сильная зависимость отдачи света и эксплуатационного срока от напряжения, точнее сказать от его подачи и отсутствия перепадов электричества в сети.

Следующий минус лампы накаливания вытекает из указанного выше – чрезмерный нагрев более мощной лампы выставляет определенные требования к арматуре светильника. Так последняя должна быть достаточно термостойкой.

Показатель светового коэффициента полезного действия у лампы накаливания весьма мал – он составляет всего 4 %. Говоря проще – света мало, а потребляет электричества достаточно много. К концу срока службы лампочки накаливания на 10-15 % снижается видимый световой поток – яркость света падает, а в самом световом потоке появляются желтые и красные частички спектра.

Лампа накаливания при работе создают определенное мерцание с высокой частотностью – это свечение достаточно неприятно для человеческого глаза, а также нервной системы, негативно действуя как световой раздражитель.

В итоге, подводя резюме, можно говорить, что лампа накаливания имеет как массу достоинств, так и массу недостатков – она есть во многих домах и квартирах, но ее постепенно заменяют новые виды и модели осветительных приборов.

Интересное видео о том, как работает лампа накаливания:

https://youtube.com/watch?v=wT_PjfnKQY8

Для устройства точечного освещения мастера часто используют светодиоды. Эти маленькие лампочки при минимальном потреблении электроэнергии способны выдавать хорошую производительность. К тому же служат гораздо дольше обычных ламп накаливания

Но при монтаже цепи освещения важно учитывать полярность светодиода. Иначе он просто не сработает на подаваемый ток или быстро выйдет из строя

Проверка мультиметром

Мультиметр – маленький помощник настоящего мастера. Его еще называют тестером за то, что он может диагностировать большинство электронных компонентов, выявить короткое замыкание, измерить основные электрические параметры. Проверка светодиода мультиметром даёт следующие преимущества и определяет:

  • полярность (анод, катод);
  • цвет свечения;
  • пригодность к использованию.

Определить полярность светодиода можно одним из трёх способов. В первом случае, чтобы провести измерения, нужно установить переключатель тестера в положение «проверка сопротивления – 2 кОм» и кратковременно касаться щупами выводов. Когда красный (плюс) щуп коснётся анода, а чёрный (минус, подключенный к разъёму СОМ мультиметра) – катода, на экране мигнёт число в пределах 1600–1800. Такое тестирование неисправного полупроводникового прибора будет высвечивать на экране только единицу. Недостаток метода заключается в отсутствие засветки кристалла.

Второй способ подразумевает установку переключателя в положение «прозвонка, проверка диода». Касаясь красным щупом анода, а чёрным катода, светодиод слегка засветится. На экране отобразится число, величина которого зависит от типа и цвета излучающего диода. Третий способ позволяет обойтись без щупов. Для этого в тестере должен присутствовать отсек для проверки PNP и NPN транзисторов. К счастью, большинство моделей оснащено такой функцией. Для определения полярности понадобятся два гнезда с обозначением Е – эмиттер и С – коллектор. Как известно, на коллектор PNP-транзистора подают отрицательное смещение. Поэтому во время тестирования светодиода он засветится, если катод вставить в отверстие с надписью «С», а анод в отверстие с надписью «Е» отсека PNP. Определяя полярность в отсеке NPN, свечение исправного светодиода появится, если ножки поменять местами. Данный метод – самый быстрый и эффективный, а свечение достигает максимальной яркости. Щупами мультиметра можно протестировать и другие виды светодиодов. Например, в режиме прозвонки можно засветить отдельные сегменты светодиодного индикатора. Кроме одноцветных светодиодов, в пятимиллиметровом корпусе выпускают двухцветные и многоцветные аналоги. Причём они могут иметь 2, 3 или 4 вывода. Двухвыводные двухцветные светоизлучающие диоды визуально имеют сложную форму кристалла. При проверке тестером плюса и минуса они проводят ток в обоих направлениях, но светятся разными цветами. Определение полярности светодиода с 3 или 4 выводами заключается в поиске общего минуса или плюса, что зависит от производителя. Для этого щупами мультиметра перебирают выводы и фиксируют свечение кристалла.

Каждый из приведенных способов определения полярности имеет свои преимущества. Какой из них лучше? Всё зависит от сложившихся условий и наличия подручных средств. Начинающему радиолюбителю нужно освоить все методики, чтобы в будущем оперативно искать неисправности. Ведь светодиодные индикаторы – незаменимый элемент современной электронной техники.

Электрический ток, проходящий через светодиод в прямом направлении, вызывает излучение. Обратное же его подключение к электрической цепи не даст никакого эффекта и может даже привести к поломке светодиода. Поэтому для того чтобы предотвратить неисправности в работе или поломку светодиода, необходимо его протестировать — определить полярность светодиода. Ниже приведены методы определения вывода минуса и плюса, которые часто применяются для маломощных диодов диаметром от 3.5 до 10 мм.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации