Dlaczego dioda LED świeci się po jej dotknięciu?

Mam kilka super jasnych komponentów LED, których używam w projekcie makiet. Ku mojemu zdziwieniu odkryłem, że jeśli uziemię jedną nogę diody LED i dotknę palcem drugiej (niepołączonej) nogi, świeci bardzo słabo. Biegunowość nie ma znaczenia. Dlaczego tak się dzieje? W tym „obwodzie” nie ma znanego mi źródła energii elektrycznej.

EDYTOWAĆ:

W komentarzach zaznaczono, że sformułowałem to dość myląco, pozwólcie, że spróbuję to zrobić z następującym zastrzeżeniem: chociaż jestem pewien, że mam następujący zestaw interakcji, ale nie jestem pewien, co dokładnie terminologia powinna być.

Jako osoba jesteś głównie pochłaniaczem fal radiowych. Oprócz niezliczonej ilości źródeł elektronów, które wskazałem poniżej, nieustannie rektyfikujesz fale radiowe w bardzo małe prądy / wiry prądu przemiennego. W efekcie: jesteś dużą, naprawdę nieskuteczną anteną.

Tak więc po tym, jak elektrony na powierzchni skóry, które nagromadziły się, odpływają jako DC, różnica między tobą a ziemią będzie zmieniać się w czasie wraz z falami radiowymi, które rektyfikujesz. W Stanach Zjednoczonych dominuje w nim 60 Hz, czyli częstotliwość prądu przemiennego biegnącego do wszystkich gniazd.

Oryginalna odpowiedź:

„Super jasne” diody LED lub inne diody LED o wysokiej wydajności zostały zaprojektowane tak, aby zamieniać bardzo niewielką ilość energii elektrycznej w światło. Ponieważ ciało ludzkie zachowuje się jak duży kondensator, a ty istniejesz w otoczeniu zalanym (nieszkodliwymi) falami radiowymi i elektronami, wykonując szalony skok w powietrzu lub będąc wyciągniętym z ubrania lub puszystych dywanów: zwykle gromadzisz się opłaty!

W większości środowisk powoduje to krwawienie przez kontakt z mniej naładowanymi substancjami, a czasami po prostu przez mniej naładowane cząsteczki w powietrzu (zwłaszcza wilgoć w postaci wilgoci).

Jeśli podasz temu ładunkowi inną drogę do uziemienia, na przykład przelotową i nogę LED, wykrwawisz to ładowanie nieco szybciej i przepuścisz niewielką ilość prądu przez nogę. To wystarczy, aby ten niezwykle wydajny element świecił bardzo słabo!

Teraz, jeśli chodzi o to, dlaczego działa na którejkolwiek nodze: istnieje próg napięcia, który należy przyłożyć na diodę, aby przepuścić przez nią elektryczność (krzem ma zwykle około 0,7 V w temperaturze pokojowej, arsen galu około 0,3 V itp.), A prąd gromadzący się na skórze to prąd przemienny. Ostatecznie dzieje się tak, że dioda LED pobiera niewielki prąd przemienny wokół tego progu, a część diodowa diody elektroluminescencyjnej oznacza, że ​​prąd płynie tylko „właściwą” drogą. Tak więc światło!

Mam nadzieję, że to pomaga.

W tym „obwodzie” nie ma znanego mi źródła energii elektrycznej.

Rozważmy kryształowy odbiornik radiowy , podobnie nie ma oczywistego źródła zasilania - bez baterii, bez zasilacza sieciowego podłączonego do sieci. Mimo to generuje fale dźwiękowe przez słuchawkę. W tym przypadku energia jest wykorzystywana do zasilania obwodu i tworzenia fal ciśnienia w powietrzu. Cała ta energia pochodzi z anteny.

Właściwie nie potrzeba dużo energii, aby bardzo słabo oświetlić diodę LED. W swoim samochodzie trzymałem latarkę LED 2 AA z aluminium. Nie ma większego zastosowania. Pewnego dnia zauważyłem, że nie działa zbyt dobrze. Potem zauważyłem, że świeciło słabo, kiedy było wyłączone . Otworzyłem pochodnię i stwierdziłem, że wyciekły baterie AA, a wyciekający elektrolit zmostkował przełącznik w zaślepce. Oczywiście pochodnia była zrujnowana i podejrzewam, że baterie nie gasiły zbyt wiele na drodze napięcia. Dla mnie to pokazało, że nominalna dioda LED 2 V może być bardzo słabo oświetlona przy bardzo małej mocy. Chciałbym teraz dokonać pomiarów.

jeśli uziemię jedną nogę diody LED i dotknę palcem drugiej (niepodłączonej) nogi, świeci bardzo słabo

Najprawdopodobniej twoje ciało działa jak antena i odbiera silne lokalne źródło promieniowania elektromagnetycznego, najprawdopodobniej „ szum sieci ” z pobliskich urządzeń elektrycznych i kabli.

Buczenie sieciowe jest poważnym utrapieniem dla twórców aplikacji audio i wiele osób doświadczyło wstrzykiwania buczenia sieciowego do obwodu, gdy dotknięte zostaną części urządzenia.

Biegunowość nie ma znaczenia.

To mówi nam, że wstrzykiwany sygnał jest zasadniczo prądem przemiennym, a nie stałym.

Buczenie sieciowe to AC

Jakikolwiek ładunek statyczny to prąd stały - jest to albo nagromadzenie elektronów powierzchniowych, albo nośników ładunku dodatniego - nie zmienia się (nie byłoby opisywane jako statyczne). Te nośniki powierzchni są zazwyczaj wytwarzane w procesie mechanicznym z udziałem tarcia. Zasadniczo nie ma ciągłego dopływu ładunku, jeśli przestałeś przecierać źródło elektryczności statycznej (kot, dywan itp.).

Jak zauważył Jim, dioda LED jest diodą, a dioda półfalowa wyprostuje każdy sygnał prądu przemiennego. Będzie wytwarzać światło podczas połowy cyklu prądu przemiennego. Nie ma znaczenia, w którą stronę to jest. Jego orientacja wpływa tylko na to, czy wytwarzała światło podczas ujemnej części cyklu, czy podczas dodatniej części cyklu.

OSTRZEŻENIE: możliwe niebezpieczeństwo porażenia prądem! Stare pytanie, ale ten efekt oświetlenia LED jest podejrzany. Ilekroć zobaczysz ten efekt, być może sprawdź niebezpieczeństwo.

Jeśli zasilacz prądu stałego jest poważnie uszkodzony, może istnieć niebezpieczne napięcie prądu przemiennego na jednym lub obu zaciskach wyjściowych prądu stałego. To z łatwością zaświeci diodę LED podłączoną między zasilaczem a ciałem (gdzie twoje ciało zapewnia kilkaset pojemności pikofaradów do pobliskiego uziemionego metalowego kanału, metalu w podłogach itp.)

Aby sprawdzić zagrożenie, użyj zestawu DVM do pomiaru napięcia sieciowego prądu przemiennego. Bardzo ostrożnie łącz go między połączeniem „uziemienia” zasilacza a prawdziwym połączeniem „uziemienia” lub „zielonego uziemienia”. Prawdziwe połączenie z ziemią jest dostępne za pomocą metalowej śruby w dowolnym gniazdku prądu przemiennego, również na odsłoniętych metalowych kanałach w garażu lub piwnicy.

Jeśli znajdziesz 120 V prądu przemiennego (lub 220 V prądu przemiennego w Wielkiej Brytanii) między ziemią a „uziemieniem zasilania”, źródło zasilania prądem stałym jest prawdopodobnie wewnętrznie podłączone do pełnego napięcia sieciowego prądu przemiennego . Twoja „ziemia” jest w rzeczywistości żywa i stwarza ryzyko porażenia prądem.

Z drugiej strony, jeśli znajdziesz znacznie niższe napięcie niż 120 VAC, prawdopodobnie nie jest to niebezpieczne.

Wiele zasilaczy prądu stałego ma pływające zaciski wyjściowe w przypadku prądu przemiennego. Ale nie są one tak naprawdę pływające, ponieważ wtórne napięcie wtórne ich transformatora zwykle ma pewne sprzężenie pojemnościowe z uzwojeniem pierwotnym 120VAC. Typowe napięcie „pływające” na uzwojeniu wtórnym transformatora będzie wynosić około 40-70 VAC, przy czym transformator działa jak pojemnościowy dzielnik napięcia, a niektóre pikofarady pojemności „łączą” całą cewkę wtórną między prądem przemiennym neutralnym a przewodem prądu przemiennego. Przy tak małej pojemności połączonej szeregowo z sygnałem ~ 60VAC, co najwyżej może dostarczyć tylko niektóre mikroamperów, w odniesieniu do uziemienia. (Jest to więcej niż wystarczające do uruchomienia woltomierza DVM w celu wykrycia dużego napięcia. Ale zdecydowanie zbyt niskie, aby było niebezpieczne, a nawet wykrywalne przez dotyk człowieka. Żadnych wstrząsów.)

Ponadto: jeśli pojemność między pierwotnym a wtórnym transformatorem zasilania DC jest dość duża (wiele setek pF), a następnie podłączasz diodę LED między uziemieniem zielonym a jednym z zacisków zasilania DC, dioda LED może świecić słabo . Dzieje się tak, ponieważ dioda LED miga w cyklu do przodu, a następnie ulega uszkodzeniu w cyklu do tyłu, więc może przewodzić trochę prądu przemiennego przez ten niepożądany kondensator między uzwojeniami. (Idealna dioda LED błysnąłaby tylko raz przy pierwszym podłączeniu, ponieważ zwiększała pojemność szeregową, co następnie blokowałoby dalszy sygnał DC. Prawdziwe diody LED ulegną awarii, jeśli zostaną narażone na dziesiątki woltów w przeciwnym kierunku).

Inne rzeczy: mierz napięcie DC i AC ciała względem ziemi. W domach sprzed lat czterdziestych bez metalowego przewodu lub nawet przewodów uziemiających w ścianach 60 Hz pojawiające się na ludziach może być wielu woltów. Poza tym mieszkałem milę od wieży radiowej AM i spowodowało to wiele takich rzeczy. Wieże komórkowe mogą zrobić to samo (sprawdź napięcie RF swojego ciała za pomocą lunety?) Teraz, jeśli widzisz tylko czysty prąd stały na ciele, a dioda LED nie zaświeci się, jeśli zostanie odwrócona, to niemożliwe! Twoje ciało musi wypompowywać jony w powietrze, warte setki mikroamperów.

I na koniec ... to wszystko dlatego używamy drogich „ekranowanych elektrostatycznie” transformatorów mocy w instrumentach i sprzęcie audio. Zapewniają one wewnętrzną metalową folię między uzwojeniami, a folia może być uziemiona (do rzeczywistego uziemienia). Nie chcemy, aby sygnał linii 60 Hz był wstrzykiwany przez wtórne uzwojenia transformatora, nawet jeśli to tylko mikroampery przechodzące przez niektóre pikofarady pojemności.

Promieniowane pola elektryczne i przewodzone prądy filtrów liniowych na liniach energetycznych i SMPS mają sposób na promieniowanie w pobliżu napięć pola. Te fale o niskiej impedancji o niskiej częstotliwości są całkowicie bezpieczne. W przypadku radiotelefonów AM i FM można uzyskać lepszy sygnał, jeśli antena jest słaba.

Linie energetyczne w pobliżu to całkowicie bezpieczny poziom promieniowania niskiej częstotliwości, a dzięki długiemu przewodowi antenowemu wokół pomieszczenia i ciała jako kondensatorowi można zmierzyć co najmniej 50 Vpp na sondzie 10 M bez dotykania uziemienia lub obudowy. To spada nieco na sondę 1M, co wskazuje na wysoką impedancję sprzężenia powietrza z dielektrycznym prądem ciała i może skutkować zakresem mikroamperusa x do xx. Na wrażliwej części kolana lub nadgarstka możesz poczuć coś przy 100uA.

Że prąd xx uA wystarczy, aby oświetlić małe diody LED o wysokiej skuteczności i jasności.

Z powodu pływających zasilaczy i długich kabli do wtyczki zwiększa się zdolność sprzęgania tych małych prądów upływowych. (Testy bezpieczeństwa pozwalają na 250uA) Uziemienie 0Vdc tłumi ten efekt.

Ciało ludzkie jest gigantycznym kondensatorem. Tak działa funkcja Cap Sens, dlatego możesz zbudować ładunek statyczny i zabić ludzi. Jesteś źródłem energii elektrycznej z powodu pojemności twojego ciała i różnicy potencjałów napięciowych między twoim ciałem a podłożem, z którego korzystałeś.

Ten sam powód, dla którego dwa obwody elektryczne, które chcą ze sobą rozmawiać, zwykle muszą mieć podłączone uziemienie, ponieważ w przeciwnym razie istnieje między nimi inny potencjał napięcia.

Przejdź do tego linku, a zobaczysz, dlaczego zestaw kryształów może łatwo zapalić diodę LED w odpowiednich warunkach:

http://theradioboard.com/rb/viewtopic.php?f=2&t=6464

Wybraną diodą LED była dla mnie pierwotnie czerwona dioda LED, ale trudno je dostrzec w świetle dziennym. Następnie zastosowałem „przezroczystą” niebieską diodę, która świeci bardzo jasno w oparciu o część składową prądu stałego rektyfikowanego i resztkową falę nośną. Obciążenie jest pojemnościowe, ponieważ krystaliczne słuchawki są zasadniczo elementem pietzo (2 płytki oddzielone izolatorem - materiałem pietzo-kryształu).

Osobiście nie jestem usatysfakcjonowany, że szum o częstotliwości 50 lub 60 spowoduje efekt diody LED. Moje najwyższe napięcie ostatnio uzyskane z wyjścia zestawu kryształów wyniosło 3,2 V prądu stałego. To może być zrobione...

Elektrony zawsze płyną i tańczą, niezależnie od tego, czy jest w obwodzie, czy nie. To, co tu widzisz, jest ekscytujące elementem wewnątrz diody LED, gdy idą do ziemi, wszystko, czym jesteś, jest ziemią, to takie proste

Życie jest z natury elektryczne. Impulsy nerwowe są elektryczne. Kiedy następuje śmierć, aktywność elektryczna zanika. Wydaje się logiczne, że niewielka ilość energii elektrycznej wypływa do obwodu.