Esercizio 1 Per il circuito di figura 1 si utilizza il diodo zener 1N4733A. Calcolare le tensioni minima e massima sul carico R

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Esercizio 1

Per il circuito di figura 1 si utilizza il diodo zener 1N4733A. Calcolare le tensioni minima e massima sul carico R

quando I

varia da 0 a 50mA.

Figura 1

Svolgimento

Dal datasheet si legge che il dispositivo impiegato presenta una tensione ed una resistenza di zener pari, rispettivamente a 5,1V e 7Ω. Disegniamo nuovamente il circuito sostituendo al diodo zener un generatore di tensione ed una resistenza.

Figura 2

Per risolvere il circuito impostiamo il seguente sistema:

{ −𝑉

+ 𝑅𝐼

+ 𝑉

+ 𝑅

𝐼

= 0 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑖𝑛𝑐𝑖𝑝𝑖𝑜 𝑑𝑖 𝐾𝑖𝑟𝑐ℎℎ𝑜𝑓𝑓 𝑚𝑎𝑔𝑙𝑖𝑎 𝐴𝐵𝐶𝐷 𝐼

= 𝐼

+ 𝐼

𝑝𝑟𝑖𝑚𝑜 𝑝𝑟𝑖𝑛𝑐𝑖𝑝𝑖𝑜 𝑑𝑖 𝐾𝑖𝑟𝑘ℎℎ𝑜𝑓𝑓 𝑎𝑙 𝑛𝑜𝑑𝑜 𝐶 La tensione massima sul carico si ha quando I

=0mA. Sostituendo il sistema diventa:

{ −10 + 68𝐼

+ 5.1 + 7𝐼

= 0

𝐼

= 𝐼

→ { −10 + 68𝐼

+ 5.1 + 7𝐼

= 0 𝐼

= 𝐼

{ (68 + 7)𝐼

= 10 − 5.1

𝐼

= 𝐼

→ { 𝐼

= 4.9

75 = 0.065𝐴 = 65𝑚𝐴 𝐼

= 65𝑚𝐴 Applichiamo ora il secondo principio di Kirchhoff alla maglia ABEF per determinare V

=V

:

−𝑉

+ 𝑅𝐼

+ 𝑉

= 0

2

Quindi:

𝑉

= 𝑉

− 𝑅𝐼

= 10 − 68 ∙ 0,065 = 5.56𝑉

Ripetiamo ora lo stesso procedimento per ricavare V

che si ha quando sul carico è scorre una corrente di 50mA.

Sostituendo, come prima, i valori numerici alle variabili del sistema si ha:

{ −10 + 68𝐼

+ 5.1 + 7𝐼

= 0

𝐼

= 𝐼

+ 0.05 → { −10 + 68(𝐼

+ 0.05) + 5.1 + 7𝐼

= 0 𝐼

= 𝐼

+ 0.05

{ −10 + 68𝐼

+ 3.4 + 5.1 + 7𝐼

= 0

𝐼

= 𝐼

+ 0.05 → {

75𝐼

= 1.5 𝐼

= 𝐼

+ 0.05

{𝐼

= 1.5

75 = 0.02 = 20𝑚𝐴 𝐼

= 0.02 + 0.05 = 0.07 = 70𝑚𝐴

Applichiamo ora il secondo principio di Kirchhoff alla maglia ABEF per determinare V

=V

:

−𝑉

+ 𝑅𝐼

+ 𝑉

= 0 Quindi:

𝑉

= 𝑉

− 𝑅𝐼

= 10 − 68 ∙ 0,07 = 5.24𝑉

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Matilde Consales