19{ }^{\mathrm{a}} QUESTÃO:

Que requisito da tensão retificada (sobre o capacitor) deve ser observado para que o Zener funcione, realmente, como estabilizador da tensão de saída?

Passo 1

O enunciado trata de um circuito retificador com capacitor de filtro seguido de um diodo Zener, que funciona como regulador de tensão. Para que o Zener esteja sempre na região de avalanche (e, portanto, regule), é preciso que a tensão no capacitor nunca caia abaixo de certa tensão mínima.

Passo 2

Após o carregamento pelo pico do retificador, o capacitor descarrega até o próximo pico, gerando um ripple de amplitude \Delta V. Sejam:
V_{\text{p}} = \text{valor pico do retificador},
\Delta V = \text{amplitude do ripple}.
Então o mínimo da tensão no capacitor é
V_{\min} = V_{\text{p}} - \Delta V.

Passo 3

Para manter o Zener em condução na região de avalanche, esse valor mínimo deve ser maior (ou igual, no limite) que a tensão de Zener V_Z. Logo,
V_{\min} \ge V_Z.

Passo 4

Substituindo V_{\min},
V_{\text{p}} - \Delta V \ge V_Z \quad\Longrightarrow\quad \Delta V \le V_{\text{p}} - V_Z.

Resposta

O valor mínimo da tensão sobre o capacitor, isto é, V_{\min}=V_{\text{p}}-\Delta V, deve ser sempre maior ou igual à tensão de Zener V_Z.

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