Seja uma carga que varia de 5 a 20 mA alimentada por um circuito regulado por um diodo Zener com VZ=6,8V e IZMAX=40mA. Determine o valor de RS?
Passo 1
Vamos lá! A gente tem uma carga que varia de 5 a 20 mA e está sendo alimentada por um circuito que usa um diodo Zener com tensão de
e corrente máxima do Zener
. Nosso objetivo aqui é descobrir o valor de
, que é o resistor série que controla a corrente no circuito.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que o resistor
é responsável por limitar a corrente que passa pelo diodo Zener e pela carga. A tensão no diodo Zener é constante (
), então a queda de tensão no resistor
será a diferença entre a tensão da fonte (
) e a tensão do Zener. Mas como não temos
, vamos trabalhar com as correntes que temos.
Passo 3
Quando a carga está no mínimo (
), a corrente através do Zener será máxima (
). A corrente total que passa pelo resistor
é a soma da corrente do Zener e da corrente da carga:
Passo 4
Agora, quando a carga está no máximo (
), a corrente através do Zener será mínima. Para manter o Zener em regulação, precisamos garantir que ele continue funcionando, mas como não temos
, assumiremos que o Zener deixa de conduzir quando toda a corrente passa para a carga. Assim, a corrente total através de
será:
Passo 5
Para encontrar
, precisamos usar a relação da lei de Ohm:
Como não temos
, vamos rearranjar para expressar
em função de
:
Mas, como não temos
, percebemos que precisamos de mais informações. Contudo, podemos relacionar as correntes para encontrar uma expressão relativa.
Passo 6
Sabendo que
deve limitar a diferença de corrente entre os dois estados (mínimo e máximo), podemos expressar:
Isso significa que a variação de corrente que
precisa suportar é de 25 mA.
Passo 7
Assumindo que a tensão
é constante, a resistência
pode ser calculada usando a variação de corrente:
Como
(porque o Zener mantém
constante), percebemos que sem
não conseguimos calcular
diretamente.
Resposta
Com as informações fornecidas, não é possível determinar o valor exato de
sem conhecer a tensão da fonte
. É necessário ter essa informação para aplicar a lei de Ohm e calcular
.