Esercizio 3
Si deve stabilizzare una tensione di 17V a 15V per alimentare un dispositivo elettronico che assorbe una corrente di 12mA. Si sceglie di utilizzare un diodo Zener avente una tensione di 15V. Dal datasheet si trova che sul diodo circola una corrente di 16.5mA. Calcolare il valore della resistenza R da utilizzare per soddisfare le esigenze di progetto. (Si ricorda che per la scelta del resistore è necessario conoscere anche la potenza che dissipa).
Svolgimento
Dobbiamo trovare il valore della resistenza quindi dobbiamo usare la legge di Ohm. Scriviamola nella sua forma generica:
𝑉 = 𝑅𝐼 → 𝑅 = 𝑉 𝐼
Scriviamola adesso riferendola all resistenza che dobbiamo determinare. (Rispondiamo alle domande “Chi è V?”, “Chi è I?”).
𝑅 = 𝑉 𝑅 𝐼 𝑅
Osserviamo che il resistore fa parte della maglia ABCD. Applichiamo il secondo principio di Kirchhoff.
𝐸 = 𝑉 𝑅 + 𝑉 𝐷 1 Sostituiamo i valori numerici che conosciamo:
17 = 𝑉 𝑅 + 15 Risolviamo l’equazione (spostiamo 15 al primo membro):
17 − 15 = 𝑉 𝑅 → 2 = 𝑉 𝑅 Quindi:
𝑉 𝑅 = 2𝑉
A questo punto dobbiamo trovare la corrente che scorre sul resistore R. Osserviamo che il generatore ed il resistore sono in serie e, quindi, sono attraversati dalla stessa corrente. Applichiamo il primo principio di Kirchhoff al nodo C:
𝐼 𝑅 = 𝐼 𝐷 + 𝐼 𝑅𝐿 Sostituiamo i valori (dati dal testo del problema):
𝐼 𝑅 = 16.5 + 12 = 28.5𝑚𝐴 Possiamo determinare il valore della resistenza:
𝑅 = 𝑉 𝑅
𝐼 𝑅 = 2𝑉
0.0285𝐴 = 70Ω
1
Ricordiamo che il diodo Zener è polarizzato inversamente quindi ha il segno positivo della tensione sul catodo.
RL R
D E
