Projetar fonte regulada fixa. Ela deve ter as seguintes características:
1 - Regulada por zener.
2 - Ponte completa.
3 - Zener de 1W.
4- Tensão de entrada: 220V
5 - Tensão de saída na carga: 4V
Os componentes escolhidos devem ser valores comerciais (o mais próximo possível do valor calculado).
Calcular o resistor de zener.

Passo 1

Beleza, o exercício quer que a gente projete uma fonte regulada fixa de 4 V usando um diodo Zener de 1 W, alimentada em 220 V AC e com ponte retificadora completa. A ideia é: a tensão CA vira CC num capacitor (mais ou menos), e depois a gente regula em 4 V com o Zener. O que precisamos saber é:
  • Qual a tensão CC que sai da ponte (pico menos diodos)
  • Qual a corrente máxima no Zener (pra não queimar, vem do P=1 W)
  • Aí dimensionamos o resistor de polarização do Zener (Rz) pra garantir essa corrente.

Passo 2

Primeiro transformamos 220 V rms em tensão contínua no pico, descontando a queda nos diodos da ponte.
A tensão de pico teórica é
VDC = Vpico - 2,VD = 311 V - 2cdot0,7 V approx 309,6 V.
Na ponte completa cada ciclo passa por dois diodos, então descontamos cerca de 2 × 0,7 V:

Passo 3

Depois do capacitor temos essa tensão média de ~309,6 V e a gente quer só 4 V na carga.
Logo, o resistor de polarização do Zener “cai” a diferença:
VR = VDC - VZ = 309,6 V - 4 V = 305,6 V

Passo 4

Agora vemos quanta corrente o nosso Zener pode aguentar no máximo sem queimar. Como ele é de 1 W e trabalha a 4 V temos:
IZmax = PZVZ = 1 W4 V = 0,25 A
Ou seja, pra ficar seguro, a corrente que passa pelo Zener nunca deve passar de 250 mA.

Passo 5

Com Rz = VRIZmax = 305,6 V0,25 A approx 1222,4 Omega e já podemos calcular o valor mínimo do resistor de polarização:
Escolhemos o valor comercial mais próximo, por exemplo 1{,}2 kΩ.

Passo 6

Só lembrando: esse resistor vai dissipar muita potência, pois . Vai precisar de um modelo de alta potência (tipo 100 W).

Resposta

O resistor de polarização do Zener deve ser cerca de 1,2 kΩ (potência de ~100 W).

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