Wel of geen diode bij Solenoid en welke ?

[M1d4s]

Hallo mede tweakers,
Voor de meeste denk ik een supersimpele vraag maar ikzelf heb geen flauw idee.

Ik wil een 6V solenoid gaan gebruiken en heb deze al besteld;
https://www.conrad.nl/nl/...gemeen-duwend-502617.html
stroombron zijn 4 AApenlites 1,5V batterijen.
Nou dacht ik met mn minimale basiskennis van elektro dat een diode nodig is om een stroomkring te maken, anders gaat het niet goedkomen met die spoel in de solenoid.

Nu wil ik die op deze manier aan en uitschakelen;
de markering op de diode heb ik maar gegokt dat die in de juiste richting staat zo.


Heb ik uberhaupt een diode nodig of kan het ook (veilig) zonder?
en bij ja, welke diode moet ik aanschaffen ? Daar heb ik 0,0 verstand van.

Alvast bedankt ,

[Tom-Z]

Diode is niet strikt noodzakelijk, die is vooral nodig als je het geheel zou aansturen met een microcontroller. Bij het afschakelen van de spoel krijg je een hoge spanningspiek, die door de diode opgevangen wordt. Nu je geen microcontroller hebt die kapot kan, is de diode niet echt nodig. Mogelijk zou die schakelaar beschadigd kunnen raken door de vonkjes die je dan krijgt, maar ik denk niet dat dat snel een probleem zou zijn. De diode is in ieder geval niet nodig om het werkend te krijgen.

Zo ongeveer iedere willekeurige diode (behalve een Zener) zal werken. Hij moet in sperrichting geschakeld zijn. Dat is hier op zich goed, maar hij moet aan de andere kant van de schakelaar staan, zodat hij de stroomkring (over de solenoid) sluit zodra de switch open gaat.

[M1d4s]

Hallo Tom-Z,

Dank je voor je snel en duidelijk antwoord.

Ik snap hem, de diode moet dan voor de schakelaar (op tekening naar onder) zodat die de spanningspiek kan opvangen bij het uitschakelen. Toch ? Ik probeer namelijk ook een beetje te snappen wat ik aan het doen ben.

[Michidez]

@M1d4s Het is al eventjes geleden dat ik elektriciteit gestudeerd heb, maar het gaat ongeveer zo:

Een solenoide wil liefst dezelfde stroom behouden. Als je 5V inschakelt en dus stroom laat vloeien, dan genereert hij een geinducteerde spanning in de _tegengestelde_ richting, zodat hij op 0V blijft. Wat op zijn beurt dan de stroom tegenwerkt,Wet van Ohm zit hier ergens verstopt. Voorbeeldje: Een 5V bron, een weerstand van 10 ohm (gewoon totaal in de kring) en een spoel: Kring start, spoel geeft na een zekere tijd 4.5V tegenspanning. Dan is er 0.5V spanningsverschil in de kring. Met een 10 ohm weerstand is er dan 50mA. Slechte getallen, maar je ziet dat de stroom niet extreem hoog is vanaf het inschakelen.

Maar, dat kan de solenoide niet blijven houden en lost zo spanning tot er 5V over de solenoide staat.

Als je de spanning ineens uittrekt, dan wil hij op dezelfde stroom blijven. Maar de spanning (en dus ook de stroom) dropt zo snel (verdwijnt gewoon) over de spoel dat hij als zijn energie ineens smijt.


Nu weet ik niet juist meer hoe het bewijs ging, maar het is zichtbaar via de volgende methodes:


Formule van Wikipedia, de wet van Lenz

In deze formule is dt dan theoretisch 0. Delen door 0 heeft limiet in plus oneindig. Dus krijg je een oneindig hoge spanning in de andere richting.


En ik weet niet of deze geldig is, maar ik dacht van wel. Iemand anders kan me zeker wel verbeteren.

Of de wet van Ohm. Omgezet tot U = R*I. Om de zelfde stroom te houden (pakweg een 10mA) met een extreem hoge weerstand (open draad is oneindig, theoretisch gezien), krijg je: "heel groot getal"*0.01 = heel groot getal.


Zo gaat het ongeveer als ik het mij goed herinner. In ieder geval, een uitschakelende spoel kan hoge spanningen opgooien. Zet er een diode van een paar cent tussen.

[bouwfraude]

Een 1N4007 doet de truuk wel als blusdiode. Gelijkspanning solenoids geven een aardig piek bij afschakelen. De contacten van de schakelaar branden minder met een diode.

[Flake]

De uitleg van Tom-z is juist. Die diode is noodzakelijk als je een inductieve belasting wil schakelen en de lading die in de spoel achter blijft wil verstoken omdat het schakelelement, zij een tor, mosfet of MCU, niet bestand is tegen die spanningspiek die optreedt. In dit geval ruime speling nemen op maximale DC spanning op die schakelaar is voldoende.

Die U(L) formule is hier uiteraard ook relevant, die beredeneert vanuit een verandering in de stroom, maar dat werkt ook de andere kant op als er een verandering optreedt in de spanning. Als die plotseling naar nul valt in de vorm van een bloksignaal (zoals hier bij een schakelaar) dan kun je met de zelfinductie van de spoel/solenoide de (negatieve) richtingscoefficient van de afname van de stroom berekenen, die zal (ideaal) lineair afnemen. Maar om stroom te laten lopen moet er wel sprake zijn van een kring, daar zorgt die diode dus voor. Zonder die diode is er geen kring, kan er geen stroom lopen en loopt het potentiaal dat achterblijft hoog op.

[M1d4s]

Dank voor alle uitleg, tof dat jullie antwoorden hierop geven. Erg interessant en leerzaam.

Michidez schreef op vrijdag 12 mei 2017 @ 10:27:
Een solenoide wil liefst dezelfde stroom behouden........... Dus krijg je een oneindig hoge spanning in de andere richting.

Dit is dus wat ik ook dacht met mn houtje touwtje LTS electra kennis, en wilde het met een diode oplossen door een kring te maken.

Flake schreef op vrijdag 12 mei 2017 @ 11:11:
Zonder die diode is er geen kring, kan er geen stroom lopen en loopt het potentiaal dat achterblijft hoog op.

Hieruit begrijp ik dat de diode dus toch na de schakelaar geplaatst moet worden? Zoals mijn schema in de startpost. want; anders geen kring.

[Michidez]

Inderdaad zoals bij je schema. Hij moet parallel over de spoel staan. En dan goed op letten dat het in de omgekeerde richting staat, anders gaat het niet werken. Zoals het in je schema staat is het juist, met het streepje naar de pluskant.

In echt schema formaat ziet het er ongeveer -|<- uit, en daar is het streepje ook de sperkant.

[ Voor 48% gewijzigd door Michidez op 12-05-2017 12:32 ]

[Flake]

M1d4s schreef op vrijdag 12 mei 2017 @ 12:19:
Hieruit begrijp ik dat de diode dus toch na de schakelaar geplaatst moet worden? Zoals mijn schema in de startpost. want; anders geen kring.

Je tekening is juist, maar je kunt je afvragen of hij nodig is. In de techniek geldt doorgaans hoe minder onderdelen, hoe beter. Die diode is nodig als het schakelelement niet tegen een hoge spanning in reverse kan, maar een toggle schakelaartje kan daar prima tegen. Ik kan me niet voorstellen dat die een rating heeft die lager is dan 24VDC.

Dus in dit geval zijn er twee oplossingen, of een schakelaar met een DC rating die hoog genoeg is, of een diode. Beide is niet nodig.

[M1d4s]

Flake schreef op vrijdag 12 mei 2017 @ 13:18:
[...]

Je tekening is juist, maar je kunt je afvragen of hij nodig is. In de techniek geldt doorgaans hoe minder onderdelen, hoe beter. Die diode is nodig als het schakelelement niet tegen een hoge spanning in reverse kan, maar een toggle schakelaartje kan daar prima tegen. Ik kan me niet voorstellen dat die een rating heeft die lager is dan 24VDC.

Dus in dit geval zijn er twee oplossingen, of een schakelaar met een DC rating die hoog genoeg is, of een diode. Beide is niet nodig.

Dit type tuimelschakelaar ga ik gebruiken; automatisch terugverend. Max. duur aan is 3 seconden.
https://www.conrad.nl/nl/...elend-1-stuks-701154.html

Denk wel dat het goed komt zonder diode dan. Bedankt allemaal.

[Techneut]

Flake schreef op vrijdag 12 mei 2017 @ 13:18:
[...]

Je tekening is juist, maar je kunt je afvragen of hij nodig is. In de techniek geldt doorgaans hoe minder onderdelen, hoe beter. Die diode is nodig als het schakelelement niet tegen een hoge spanning in reverse kan, maar een toggle schakelaartje kan daar prima tegen. Ik kan me niet voorstellen dat die een rating heeft die lager is dan 24VDC.

Dus in dit geval zijn er twee oplossingen, of een schakelaar met een DC rating die hoog genoeg is, of een diode. Beide is niet nodig.

Correct verwoord.
Maar ik zou dit er nog aan willen toevoegen, want stel dat b.v. een spoel niet door een schakelaartje of een relaiscontact wordt bediend, maar door een elektronische schakeling, hetzij een transistor hetzij een IC, dan is toch altijd zo'n diode antiparallel aan de spoel aan te bevelen dan wel absoluut noodzakelijk. Ik heb ooit eens meegemaakt dat dit was vergeten, het gevolg was dat het relais dat er mee bediend werd eventjes ondefinieerbaar stond te klepperen. En afgezien van dat dit niet fraai is dan wel hoogst ongewenst, het kan voor een gevoelige elektronische schakeling ook funest zijn.

[bouwfraude]

Praktijk voorbeeldje:
24 Volt DC spoel op een klepje. 36 watt. Zonder diode zie je het relais vonken bij afschakelen, het is wel een doorzichtige behuizing. Met diode niet. Phoenix Contact (fabrikant van onder meer relais) beveelt een diode ook aan in de folder want het komt de levensduur van de contacten ten goede. Het is centen werk om er een over de spoel te zetten.

[memphis]

Ik zou ter bescherming van de schakelaar (inbranden contactpunten) een condensator over de schakelaar zetten.

[Techneut]

Kan, maar een diode is zowel gebruikelijker als effectiever. De oorzaak van dat vonken is namelijk de inductiespanning die geen kant uit kan en daardoor alleen maar opslingert. Met een diode geef je die spanning de gelegenheid om meteen af te bouwen. We hebben ooit wel eens een proefje genomen met een geheugen oscilloscoop met en zonder diode parallel aan de spoel. Met diode was er geen spoor meer over van de inductiepiek. Evenmin als van vonken.

Oh ja, mocht je een wisselspanningscircuit bedoelen, dan gaat dit natuurlijk niet, maar dan is dit ook niet nodig.

[ Voor 11% gewijzigd door Techneut op 12-05-2017 19:35 ]

[Flake]

bouwfraude schreef op vrijdag 12 mei 2017 @ 17:52:
Praktijk voorbeeldje:
24 Volt DC spoel op een klepje. 36 watt. Zonder diode zie je het relais vonken bij afschakelen, het is wel een doorzichtige behuizing. Met diode niet. Phoenix Contact (fabrikant van onder meer relais) beveelt een diode ook aan in de folder want het komt de levensduur van de contacten ten goede. Het is centen werk om er een over de spoel te zetten.

Dat voorbeeld wat jij noemt is qua orde van grootte iets anders dan het geval van OP. Een spoel waar normaal 24V op staat zal veel hoger in spanning oplopen zonder vrijloopdiode dan deze solenoide. Dan werkt dat kleine schakelaartje van OP dus ook niet meer en dan praat je wel over stromen en spanningen waar je serieus rekening mee moet houden. Maar deze solenoide van 6V gaat echt niet klimmen tot 24VDC zonder vrijloopdiode, dus een schakelaartje werkt hier wel.

[Anoniem: 1213210]

Sorry voor de reactie op oude post,

Ik maak een elektrische raammotor voor in de wagen, met een schakelaar die de spanning omkeert om de raam naar beneden te laten gaan. Is het mogelijk om dan een vrijloopdiode te plaatsen?

[mark_vs]

Wikipedia: Flyback diode

[Sine]

Nee, je moet immers de spannign omdraaien om het ding in twee richtingen te bewegen.

Een VDR of een setje zeners antiserie kan wel.

[memphis]

In dat soort situaties wordt er vaak niet eens wat gebruikt gezien het een directe sturing over een degelijke schakeleaar is.

Voor de levensduur van de motor en een beetje ook voor de schakelaar kan je een ontstoorset op de motor plaatsen, zie de 3 condensatoren in deze PDF:
https://www.kmyca.be/tips/ontstoring.pdf

De kans is groot dat het al standaard op de motor zit.