Due modi per ridurre un sistema da 12 volt a 4 volt sono utilizzare divisori di tensione o diodi Zener.
I divisori di tensione sono costituiti da resistori posti in serie. La tensione di ingresso è suddivisa in un'uscita che dipende dal valore delle resistenze utilizzate. Obbediscono alla legge di Ohm, dove la tensione è proporzionale alla corrente con la resistenza come costante di proporzionalità.
I diodi Zener sono diodi che funzionano come sorgenti CC quando sono polarizzati inversamente o posizionati all'indietro nei circuiti. Devono essere utilizzati con un resistore di limitazione della corrente per rimanere entro i requisiti di alimentazione del produttore.
Studia la legge di Ohm per i resistori in serie. Sono usati come divisori di tensione. L'equazione per uno molto semplice con due resistori è Vout = Vin * (R2/(R1 + R2)), dove la tensione di uscita desiderata viene misurata su R2.
Costruisci un partitore di tensione che produca 4 volt. Collegare il lato positivo della sorgente da 12 volt a un lato del resistore da 660 ohm, che è R1. Collega la sua estremità libera a un lato del resistore da 330 ohm, che è R2. Collegare il terminale rimanente di R2 al lato negativo dell'alimentatore.
Posizionare il multimetro su un'impostazione di tensione CC. Misurare la tensione di uscita su R2. In alternativa, misurare l'uscita tra i due resistori collegando un filo e posizionando una sonda su di esso e l'altra su un filo a terra. L'uscita dovrebbe essere di circa 4 volt.
Rivedere le specifiche e le formule di resistenza e potenza per il diodo 1N4731A. Emette 4,3 volt stabili e ha una potenza nominale di 1 watt. Ha anche una corrente Izm massima di 1 W/ 4,3 V = 233 mA. La corrente Zener massima utilizzando il resistore da 330 ohm è (Vin – Vout)/R = 12 V – 4,3 V/330 ohm = 23 mA. Questo è all'interno di Izm e anche all'interno della potenza nominale del diodo, poiché P = IV = 23 mA * 4,3 V = 100 mW.
Costruisci un circuito con il diodo Zener e il resistore da 330 ohm in serie. Collegare il lato positivo della fonte di alimentazione a 12 volt a un lato del resistore. Collega l'altra estremità del resistore al lato polarizzato inversamente del diodo Zener, che è il lato indicato da un segno. Collegare il terminale del diodo rimanente al lato negativo della sorgente da 12 volt.
Riferimenti
- Principi elettronici; Alberto Malvino; 1999
- Iniziare in Elettronica; Forrest Mims III; 2000
- L'arte dell'elettronica; Paul Horowitz e Winfield Hill; 1997
Suggerimenti
- Il diodo Zener può essere accoppiato con un circuito di inseguimento dell'emettitore dell'amplificatore operazionale se è necessaria una corrente di uscita maggiore.
- Questi calcoli non tengono conto della resistenza Zener, che è importante per misurazioni di precisione.
Avvertenze
- Lo Zener deve essere polarizzato inversamente, altrimenti si comporterà come un normale diodo al silicio.
- I semiconduttori sono dispositivi sensibili. Assicurarsi di non superare i valori nominali di potenza, corrente e temperatura specificati dal produttore.
- Prestare sempre attenzione quando si costruiscono circuiti elettrici per evitare di scottarsi o danneggiare l'attrezzatura.
Circa l'autore
Kim Lewis è un programmatore professionista e sviluppatore web. È una scrittrice tecnica da più di 10 anni e ha scritto articoli per le imprese e il governo federale. Lewis ha una laurea in scienze e occasionalmente insegna come programmare per Internet.
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