Regulador de voltaje

PIEZAS Y MATERIALES

• Cuatro baterías de 6 voltios
• Diodo Zener, 12 voltios — tipo 1N4742 (catálogo de Radio Shack n. ° 276-563 o equivalente)
• Una resistencia de 10 kΩ

Cualquier diodo Zener de bajo voltaje es apropiado para este experimento. El modelo 1N4742 enumerado aquí (voltaje zener =12 voltios) es solo una sugerencia.

Independientemente del modelo de diodo que elija, le recomiendo encarecidamente uno con una clasificación de voltaje zener mayor que el voltaje de una sola batería, para una experiencia de aprendizaje máxima. Es importante que vea cómo funciona un diodo Zener cuando se expone a un voltaje menor que su calificación de desglose.

REFERENCIAS CRUZADAS

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 3, capítulo 3:“Diodos y rectificadores”

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Función de diodo Zener

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

Construya este circuito simple, asegurándose de conectar el diodo en forma de “polarización inversa” (cátodo positivo y ánodo negativo), y mida el voltaje a través del diodo con una batería como fuente de energía. Registre esta caída de voltaje para referencia futura.

Además, mida y registre la caída de voltaje en las resistencias de 10 kΩ. Modifique el circuito conectando dos baterías de 6 voltios en serie, para un voltaje total de la fuente de alimentación de 12 voltios. Vuelva a medir la caída de voltaje del diodo, así como la caída de voltaje de la resistencia, con un voltímetro:

Conecte tres, luego cuatro baterías de 6 voltios juntas en serie, formando una fuente de alimentación de 18 voltios y 24 voltios, respectivamente. Mida y registre las caídas de voltaje del diodo y del resistor para cada nuevo voltaje de la fuente de alimentación.

¿Qué notas sobre la caída de voltaje del diodo para estos cuatro voltajes de fuente diferentes? ¿Ves cómo el voltaje del diodo nunca supera un nivel de 12 voltios?

¿Qué notas sobre la caída de voltaje de la resistencia para estos cuatro niveles de voltaje de fuente diferentes? Los diodos Zener se utilizan con frecuencia como regulación de voltaje. dispositivos porque actúan para sujetar la caída de voltaje a un nivel predeterminado.

Cualquier exceso de voltaje suministrado por la fuente de alimentación cae a través de la resistencia en serie. Sin embargo, es importante tener en cuenta que un diodo Zener no puede compensar por una deficiencia en el voltaje de la fuente.

Por ejemplo, este diodo Zener de 12 voltios no baja 12 voltios cuando la fuente de alimentación tiene solo 6 voltios. Es útil pensar en un diodo Zener como un limitador de voltaje :estableciendo una caída de voltaje máxima, pero no una caída de voltaje mínima.

SIMULACIÓN DE COMPUTADORA

Esquema con números de nodo SPICE:

Netlist (haga un archivo de texto que contenga el siguiente texto, literalmente):

 Diodo Zener v1 1 0 r1 1 2 10k d1 0 2 mod1 .model mod1 d bv =12 .dc v1 18 18 1 .print dc v (2,0) .end 

Un diodo Zener se puede simular en SPICE con un diodo normal, el parámetro de ruptura inversa ( bv =12 ) ajustado al voltaje de ruptura zener deseado.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de diodos Zener

• Hoja de trabajo de fuentes de energía reguladas