Exercícios de circuitos com diodo Zener
Considere o seguinte circuito de referência:
1) Verifique se o diodo zener está conduzindo, e se estiver calcule a tensão em
RL e em RS, as correntes em Vz, RL e RS e as potências dissipadas no Zener,
RS e RL nos seguintes casos:
a) Vi=18V, Vz=7V, RS=150Ω, RL=3000Ω.
b) Vi=21V, Vz=15V, RS=100Ω, RL=400Ω.
c) Vi=10V, Vz=6V, RS=400Ω, RL=10KΩ.
d) Vi=15V, Vz=3,2V, RS=1KΩ, RL=2,2KΩ.
e) Vi=180V, Vz=72V, RS=820Ω, RL=5,2KΩ.
f) Vi=120V, Vz=48V, RS=1KΩ, RL=620Ω.
g) Vi=10V, Vz=6,8V, RS=68Ω, RL=820Ω.
2) Calcular o valor mínimo de RL, a corrente e a potência máxima no zener:
a) Vi=15V, Vz=6,8V, RS=100Ω.
b) Vi=72V, Vz=45V, RS=470Ω.
c) Vi=45V, Vz=18V, RS=120Ω.
d) Vi=22V, Vz=10V, RS=1KΩ.
e) Vi=9V, Vz=5V, RS=200Ω.
3) Calcular as tensões mínima e máxima da fonte para os seguintes casos:
a) Vz=10V, RS=100Ω, RL=1KΩ, Pz=500mW
b) Vz=18V, RS=1KΩ, RL=47KΩ, Pz=500mW
c) Vz=9V, RS=300Ω, RL=1MΩ, Pz=1W
d) Vz=32V, RS=100Ω, RL=100KΩ, Pz=1W
e) Vz=3,3V, RS=220Ω, RL=10MΩ, Pz=1W
4) Calcular o valor de RS do circuito considerando IZmin=1mA:
a) VImax=16V, Viminx = 12V, IRLmax=10mA, IRLmin=2mA, VZ=10V, Pz=1W
b) VImax=30V, Viminx = 29V, IRLmax=50mA, IRLmin=40mA, VZ=25V, Pz=1W
c) VImax=18V, Viminx = 17V, IRLmax=30mA, IRLmin=10mA, VZ=12V, Pz=1W
d) VImax=16V, Viminx = 15V, IRLmax=50mA, IRLmin=0mA, VZ=12V, Pz=1W
e) VImax=22V, Viminx = 15V, IRLmax=100mA, IRLmin=20mA, VZ=10V, Pz=500mW
f) VImax=130V, Viminx = 120V, IRLmax=50mA, IRLmin=45mA, VZ=10V, Pz=3W
Respostas
1)
a)
Tensão sem o zener = 17,14V
Tensão em RS = 11V
Corrente em RL = 2,333mA
Corrente em RS = 73,333mA
Corrente no zener = 71mA
Potência em RS = 806mW
Potência em RL = 16mW
Potência no Zener = 497mW
b)
Tensão sem o zener = 16,8V
Tensão em RS = 6V
Corrente em RL = 37,5mA
Corrente em RS = 60mA
Corrente no zener = 22,5mA
Potência em RS = 360mW
Potência em RL = 562,5mW
Potência no Zener = 337,5mW
c)
Tensão sem o zener = 9,6V
Tensão em RS = 4V
Corrente em RL = 0,6mA
Corrente em RS = 10mA
Corrente no zener = 9,4mA
Potência em RS = 40mW
Potência em RL = 3,6mW
Potência no Zener = 56,4mW
d)
Tensão sem o zener = 10,31V
Tensão em RS = 11,8V
Corrente em RL = 1,45mA
Corrente em RS = 11,8mA
Corrente no zener = 10,34mA
Potência em RS = 139,2mW
Potência em RL = 4,65mW
Potência no Zener = 33,1mW
e)
Tensão sem o zener = 155,48V
Tensão em RS = 108V
Corrente em RL = 13,8mA
Corrente em RS = 131,7mA
Corrente no zener = 117,8mA
Potência em RS = 14,2W
Potência em RL = 996mW
Potência no Zener = 8,48W
f)
Tensão sem o zener = 45,9V
g)
Tensão sem o zener = 9,23V
Tensão em RS = 3,2V
Corrente em RL = 8,29mA
Corrente em RS = 47mA
Corrente no zener = 38,7mA
Potência em RS = 150,5mW
Potência em RL = 56,39mW
Potência no Zener = 263,6mW
2)
a)
Valor mínimo de RL = 82,9Ω
Corrente máxima no zener = 82mA
Potência máxima no zener = 557,6mW
b)
Valor mínimo de RL = 783.3 Ω
Corrente máxima no zener = 57mA
Potência máxima no zener = 2,58W
c)
Valor mínimo de RL = 80Ω
Corrente máxima no zener = 225mA
Potência máxima no zener = 4.05W
d)
Valor mínimo de RL = 833,3 Ω
Corrente máxima no zener = 12mA
Potência máxima no zener = 120mW
e)
Valor mínimo de RL = 250 Ω
Corrente máxima no zener = 20mA
Potência máxima no zener = 100mW
3)
a)
Valor mínimo de VI = 11,0V
Valor máxima de VI = 16,0V
b)
Valor mínimo de VI = 18,38V
Valor máxima de VI = 46.16V
c)
Valor mínimo de VI = 9,0V
Valor máxima de VI = 42,3V
d)
Valor mínimo de VI = 32,0V
Valor máxima de VI = 35,16V
e)
Valor mínimo de VI = 3.3V
Valor máxima de VI = 69,97V
4)
a)
Valor máximo de RS = 181,8Ω
Valor mínimo de RS = 58,8Ω
b)
Valor máximo de RS = 78,4Ω
Valor mínimo de RS = 62,5 Ω
c)
Valor máximo de RS = 161,29Ω
Valor mínimo de RS = 64,28Ω
d)
Valor máximo de RS = 58,82Ω
Valor mínimo de RS = 48,0Ω
e)
Não é possível implementar com esta potência de zener
Valor máximo de RS = 49,5Ω
Valor mínimo de RS = 171,4Ω
f)
Valor máximo de RS = 2156Ω
Valor mínimo de RS = 347,8Ω