H-мост: мотор крутится в обе стороны

Чтобы развернуть мотор, надо поменять полярность на его выводах. Делают это четыре ключа, стоящие буквой H: два верхних и два нижних. Здесь каждая половина моста — пара n-p-n и p-n-p с общей базой: выключатель подаёт на базу плюс — и открытый n-p-n подтягивает свой вывод мотора к питанию; выключатель разомкнут — резистор утягивает базу к земле, и открытый p-n-p прижимает вывод к земле. Один выключатель — вперёд, другой — назад. Оба выключены или оба включены — оба вывода мотора под одним напряжением, и он стоит: так H-мост ещё и тормозит.

Что на схеме

Прочее

• an-dc — ps, 12 В
• an-switch — sa
• an-resistor — pa, 220 Ом
• an-npn — qa1
• an-pnp — qa2
• an-motor — m1
• an-ammeter — am
• an-npn — qb1
• an-pnp — qb2
• an-resistor — pb, 220 Ом
• an-switch — sb
• an-gnd — gnd

Как соединено

Соединений на схеме: 20. Цепь считается от общей точки — земли: потенциалы всех узлов отсчитываются от неё. Направление тока задаёт полярность деталей, и у диода, электролита и транзистора она своя: перепутать выводы здесь значит получить другую схему, а не ту же самую наоборот.

Что попробовать

1. Запустите: включён выключатель A — левый вывод мотора прижат к плюсу, правый — к земле, мотор крутится, амперметр показывает ток в одну сторону.
2. Выключите A и включите B: ток через мотор пойдёт в обратную сторону — знак на амперметре сменится.
3. Включите оба: оба вывода подтянуты к плюсу, напряжение на моторе ноль — это торможение. Выключите оба — то же самое у земли.
4. Посмотрите на мощность резисторов 220 Ом: пока выключатель замкнут, через них уходит больше полуватта впустую. В настоящих драйверах вместо них стоят ещё транзисторы, а весь мост умещается в одну микросхему вроде L298.

Что модель считает, а что нет

Схема считается во времени: каждый шаг — двадцать микросекунд, и заряд конденсатора, ток в катушке и состояние перехода переходят из шага в шаг. Отсюда берутся кривая заряда, форма выпрямленного напряжения и пульсации после фильтра — их нельзя получить расчётом установившегося режима.

Полупроводники описаны уравнениями, а не таблицами: диод — формулой Шокли, биполярный транзистор — моделью Эберса-Молла с поправкой Эрли, полевой — квадратичной. Поэтому падение на диоде растёт с током, а режимы транзистора получаются сами, а не задаются. Не считаются нагрев деталей и его влияние на параметры, ёмкости переходов и всё, что происходит выше единиц мегагерц.

Смотрите также

• Закон Ома: ток, который можно посчитать заранее — Источник, резистор и амперметр — всё. Прежде чем нажимать «Запустить», посчитайте: двенадцать вольт делить на тысячу ом…
• Перегрузка: почему у резистора есть мощность — Тот же закон Ома, но резистор взят на сто ом. Ток вырос до 120 мА, и на четвертьваттном резисторе рассеивается полтора в…
• Последовательное соединение: сопротивления складываются — При последовательном включении через все резисторы идёт один и тот же ток, а напряжения на них складываются: R = R₁ + R₂…
• Параллельное соединение: складываются проводимости — При параллельном включении на всех резисторах одно напряжение, а токи складываются: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. Для двух резистор…
• Смешанное соединение: считаем от дальнего конца — Схему разбирают с конца: сначала складывают параллельные ветви, потом последовательные. Здесь R₂ ∥ R₃ = 1000·1000/2000 =…
• Первый закон Кирхгофа: сколько втекло, столько и вытекло — В любом узле сумма втекающих токов равна сумме вытекающих: ΣI = 0. Здесь ток источника разветвляется на три: I = I₁ + I₂…

← Все примеры галереи