Experimento con Diodo Conmutador: Supresión de Retroceso Inductivo con Lámpara de Neón

Componentes y Materiales

• Batería de 6 V
• Transformador de potencia: 120 VCA reductor a 12 VCA (Radio Shack #273-1365, 273-1352, o 273-1511)
• Diodo rectificador 1N4001 (Radio Shack #276-1101) – cualquier diodo serie 1N400X funcionará
• Lámpara de neón (Radio Shack #272-1102)
• Dos interruptores SPST (Unipolar, Unidireccional)

Aunque se recomienda un transformador dedicado, cualquier inductor de núcleo de hierro servirá. Para construcción económica, interruptores de luz domésticos pueden servir como interruptores conmutadores.

Referencias Cruzadas

• Lessons In Electric Circuits, Vol. 1, Cap. 16: "Constantes de Tiempo RC y L/R"
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 3, Cap. 3: "Diodos y Rectificadores"

Objetivos de Aprendizaje

• Repasar el fenómeno de "retroceso" inductivo
• Demostrar cómo un diodo puede suprimir el retroceso inductivo

Diagrama Esquemático

Ilustración

Instrucciones

Al ensamblar el circuito, observa la polaridad del diodo: el cátodo (marcado con una banda) debe enfrentar el terminal positivo (+) de la batería. El diodo debe estar polarizado inversamente y no conducir cuando el interruptor #1 está en posición "encendido".

Usa el devanado de alto voltaje (120 V) del transformador como bobina inductora. El devanado primario típicamente tiene mayor inductancia que el secundario, produciendo un efecto de destello de lámpara más pronunciado. Con el interruptor #2 en "apagado", el diodo está desconectado del circuito.

Abre y cierra el interruptor #1 rápidamente. Cuando se abre, la lámpara de neón destellará debido al retroceso inductivo: el inductor genera un voltaje grande al resistir la caída repentina de corriente. Este destello demuestra la energía almacenada en el campo magnético.

El retroceso inductivo puede dañar contactos de interruptor por arco eléctrico. La lámpara de neón proporciona una ruta de descarga segura, convirtiendo la energía almacenada en luz y calor, protegiendo así los contactos.

Para ilustrar el efecto protector, cierra el interruptor #2 para conectar el diodo. Repite la apertura/cierre rápido del interruptor #1. Esta vez, la lámpara de neón no destellará porque el diodo suprime el pico de voltaje, redirigiendo la corriente de forma segura.

Verifica la operación del circuito midiendo el voltaje a través del inductor mientras el interruptor #1 está cerrado. Un voltaje de batería completo indica orientación correcta del diodo; una lectura baja sugiere un diodo invertido causando un cortocircuito.

Hoja de Trabajo Relacionada

• Hoja de Trabajo de Aplicaciones Variadas de Diodos