FONTE DE TENSÃO REGULADA A DIODO ZENER

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ

CENTRO DE TECNOLOGIA

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

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 FONTE DE TENSÃO REGULADA A DIODO ZENER

Nome: Alysson Milton Evangelista Rodrigues

Teresina

Novembro de 2014

PRATICA 3 – FONTE DE TENSÃO REGULADA A DIODO ZENER

1. Objetivos

• Os objetivos desta prática é verificar experimentalmente o funcionamento do diodo zener em aplicações práticas de circuitos reguladores de tensão, além de determinar os parâmetros necessários para o projeto da fonte regulada a zener como: valores médios e eficazes de tensão e corrente nos componentes e componentes auxiliares mediante simulação e experimentação, comparar os resultados de simulação obtidos com os resultados experimentais.

1. Lista de material

Os instrumentos e equipamentos utilizados nesta pratica são:

• 1 Voltímetro ;
• 1 Amperímetro ;
• 1 Osciloscópio ;
• 1 Diodo zener;
• 1 Diodo;
• 2 Resistor;
• 1 Potenciometro;
• 1 Capacitor ;
• 1 Tranformador

1. Introdução teórica original

O estudo das fontes de tensão CC, o diodo zener é um componete de extrema importância devido as suas caracteristicas de regulador de tensão. Estas caracteristicas se devem ao fato de o diodo zener quando polarizado reversamente manter constante a tensão de saída do circuito mesmo havendo uma variação da tensão de entrada. É claro que o diodo zener deve ser projetado de acordo com as especificações do circuito, como tensão eficaz do transformador, tensão de saída retificada e potencia da carga.

Diodo Zener é um tipo de diodo projetado para trabalhar na região de avalanche, ou seja na região de ruptura de tensão reversa da junção PN. O diodo Zener pode funcionar polarizado diretamente ou indiretamente. Um diodo comum polarizado inversamente praticamente não conduz. Existe uma pequena corrente inversa, chamada de saturação e devida unicamente à geração de pares de elétron-lacuna na região de carga espacial, à temperatura ambiente. No diodo Zener acontece a mesma coisa. A diferença entre os dois tipos de diodo é que, no diodo convencional, ao se atingir uma determinada tensão inversa, cujo valor depende do diodo, este aumenta bruscamente a condução (avalanche) e a corrente elevada acaba por destruir o diodo, não sendo possível inverter o processo. Por outro lado, no diodo Zener, ao se atingir uma tensão reversa denominada tensão Zener, o diodo aumenta a condução sem se destruir e mantém constante a tensão entre seus terminais.

Uma fonte de tensão regulada é composta por vários módulos que são eles: abaixamento da tensão(transformador), retificação(diodo normal), filtragem do sinal(capacitor) e regulação(diodo Zener). Na figura 1, encontra- se o diagrama de blocos de uma fonte de tensão regulada com zener.

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Figura 1: Diagrama de blocos de uma fonte de tensão relugada por zener.

1. Procedimentos com resultados, tabelas e gráficos

A primenra parte do experimento e a segunda foram feitas em experimentação em laboratório e simulação computacional.

Primeiramente montou-se o circuito da figura 2, que é uma fonte de tensão regulada sem carga e, mediu-se os valores da corrente média do diodo zener, tensão média de saída, variação média da tensão de saída e a tensão de pico a pico.

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Figura 2: Circuito regulador de tensão sem carga

Os valores obtidos em laboratório e em simulação para a corrente média do zener, tensão média de saída, variação media da tensão de saída e tensão de pico a pico, bem como as especificações dos componentes usados, estão organizados na tabela I.

Especificações de componentes
Componente	Símbolo	Valor do componente adotado
Capacitor	C	100uF
Resistor	Rs	147,14Ω (min)	466,5Ω (max)
Análise do circuito retificador de meia onda com filtro e diodo zener sem carga
Circuicto       Retificador	Grandeza	Método de análise utilizado
Simulado	Experimental
-	Izmed [mA]	23,4mA	27,19mA
Vomed [V]	7,07 V	5,119 V
∆VC [V]
Vdpiv [V]

Tabela I

Analizando os dados da tabela I observamos que os resultados obtidos em laboratório, realmente são verídicos, pois quase não diferem daqueles esperados pela simulação computacional e resuldados teóricos.

O gráfico da tensão de saída, juntamente com a tensão de entra para o circuito da figura 2 estão ilustrados na figura 3.

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Figura 3: Gráfico da tensão de saída do regulador sem carga

Na segunda parte do experimento, montou-se o mesmo circuito anterior, mas dessa fez variando a carga do circuito de tal forma a obter-se as correntes especificadas na tabela II e, médio-se os valores da tensão Vo de saída. Tal circuito encontra- se na figura 4.

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Figura 4A : Regulador de tensão com carga

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Figura 4B : Regulador de tensão com carga

Obtido os resultados, em laboratório e simulação para a tensão Vo baseado no valor da corrente Io, estão organizados na tabela II.

Io (mA)	Vo (V) – Teórico	Vo (V) - Simulado	Vo (V) – Exp.
0	5,1	5,11	5,099
10	5,1	5,10	4,9
30	5,1	5,04	5,119

Tabela II