Wozu benötigt man eine Freilaufdiode?

Beim Ausschalten von Motoren werden durch die Induktivität der Spulen Spannungen induziert.
Einfach ausgedrückt treibt die Induktivität den Strom weiter. Der Strom sinkt also nicht abrupt auf Null, sondern fließt zunächst weiter und geht kontinuierlich zurück.

In dem durch die Induktivität aufgebaute Magnetfeld ist nämlich Energie gespeichert. Und da Energien nicht springen, also plötzlich auf Null gehen, treibt diese Energie den fließenden Strom weiter bis das Magnetfeld abgebaut ist.



Wenn dieser Strom durch einen Widerstand getrieben wird erzeugt der Strom nach dem ohmschen Gesetz eine Spannung.

Die Richtung der Spannung ergibt sich nach der Lenzschen Regel.

Wenn der Motor abgeschaltet wird, fließt also weiterhin die gleiche Stromstärke durch das schaltende Element, beispielsweise einem Transistor.

Da der Transistor beim Abschalten nicht mehr durchschaltet, also hochohmig ist, würde an diesem Transistor plötzlich eine hohe Spannung abfallen.

U = R * I

Ein hoher Widerstand bedeutet also bei weiterhin fließendem Strom eine hohe Spannnung.

Durch eine Freilaufdiode wird verhindert, dass der induzierte Strom an dem schaltenden Element, diese hohe Spannung erzeugt und dann den Transistor zerstört.

Eine Diode hat die Eigenschaft, dass sie den Strom nur in eine Richtung durchlässt und in der Gegenrichtung sperrt. Um eine Diode als Freilaufdiode zu nutzen, muss sie so eingebaut werden, dass sie im Normalbetrieb, wenn der Motor also läuft, die vorhandene Schaltung nicht stört. Wenn der Motor ausgeschaltet wird, leitet die Diode den durch das Magnetfeld getriebene elektrischen Strom, so dass der hochohmige geschaltete Transistor nicht zerstört wird.

Im folgenden Video wird gezeigt, wie das Kurzschließen des Induktionsstroms durch die Freilaufdiode funktioniert.
Die Tonqualität ist bei diesem Video leider nicht so toll.
Zum einen ist mir meine Erkältung doch ein bißchen auf die Stimme geschlagen, zum anderen muss ich mir demnächt mal eine besseres Mikrophon kaufen :-).

Ich hoffe aber, es geht trotzdem …