L'alimentatore 2 parte

Materie:Appunti
Categoria:Elettronica

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Data:30.03.2006
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Testo

RELAZIONE SULL’ALIMENTATORE
Classe 4° G
11/03/2006
Bruè Fabio, Maurizi Mirco,
Orizi Lorenzo, Petrini Matteo
Obiettivi:
I. Misurare le diverse tensioni di ripple inserendo condensatori di diverse capacità, e calcolare il fattore di ripple (10 uF, 22 uF, 100 uF, 220 uF).
II. Calcolare la R1 sapendo che dal trasformatore esce una tensione pari a circa 15V efficaci, il diodo Zener è da 1W con una Vz di 12V e la resistenza di carico Rc è di 390 Ohm.
III. Misurare le correnti IR1, Iz, Irc, e la differenza di potenziale Vrc, variando il valore di Rc (470 Ohm, 390 Ohm, 330 Ohm, 270 Ohm, 220 Ohm).
IV. Analizzare il comportamento del diodo zener.
Strumentazione e materiali:
➢ Condensatori di diverse capacità (10 uF, 22 uF, 100 uF, 220 uF);
➢ Generatore di funzione;
➢ Diodo zener da 1W;
➢ Resistenze di vari valori (470 Ohm, 390 Ohm, 330 Ohm, 270 Ohm, 220 Ohm);
➢ Ponte di diodi;
➢ Software Word ed Electronics Workbench;

Procedimento:
Abbiamo utilizzato il circuito soprascritto per la risoluzione di tutti gli obiettivi.

Obiettivo num. 1:
Abbiamo utilizzato questo circuito per il nostro studio., ottenendo questi risultati
Capacità del condensatore
Ripple analizzato
10uF
10,9V
22uF
6,9V
100uF
2,5V
220uF
1,1V

Abbiamo analizzato che all’aumentare della grandezza dei condensatori inseriti nel circuito, diminuisce il fattore di ripple. Addirittura, se avessimo voluto inserire un condensatore ancora più grande, il fattore di ripple si sarebbe avvicinato molto allo 0 tanto da causare un livellamento della corrente alternata in corrente continua.
Vr
r =
Vcc
Obiettivo num. 2:
Inizialmente abbiamo visto che dal trasformatore esce una tensione pari non a 15V efficaci, ma a causa dei disturbi dovuti alla rete, la tensione in uscita dal trasformatore era di 16,44V.
Poi abbiamo trovato la tensione ai capi del condensatore utilizzando la seguente formula:
Vmax=[Veff-(0,7 *4 caduta di tensione dovuta al ponte dei diodi)]* V(2) si usa per trovare la Vmax
Vmax=[ [16,44-(0,7*4)]*1,41= 19 V / 20 V
Abbiamo ottenuto una tensione ai capi del condensatore contenuta tra i valori di 19V e 20V.
Per trovare la corrente di zener dobbiamo fare una semplice operazione:
Iz= 1W / 12V = 83 mA
Troviamo così che la corrente massima di zener è 83 mA mentre, la corrente minima è di circa 1/10, quindi, 8,3 mA. Per il nostro studio utilizzeremo Iz = 12 mA.
Per quanto riguarda IRc essa è semplicemente V/Rc 12 / 390 = 0.03
Ora per trovare la R1 dobbiamo risolvere la seguente espressione:

( Vmax - Vz) ( 20 - 12)
R1= —————— R1= —————— R1= 190 Ohm
( Iz + IRc) (0.012 + 0.03)
Infine, quindi, troviamo che la resistenza da usare nel nostro circuito è di circa 190 Ohm.
Obiettivo num. 3:
Utilizzo della resistenza da 470 Ohm
Ir1
39,19 mA
Iz
13,60 mA
Irc
25,58 mA
Vrc
12,02 V
Utilizzo della resistenza da 390 Ohm
Ir1
39,29 mA
Iz
8,484 mA
Irc
30,79 mA
Vrc
12,01 V
Utilizzo della resistenza da 330 Ohm
Ir1
39,96 mA
Iz
3,901 mA
Irc
36,05 mA
Vrc
11,89 V
Utilizzo della resistenza da 270 Ohm
Ir1
42,78 mA
Iz
593,8 uA
Irc
42,17 mA
Vrc
11,39 V
Utilizzo della resistenza da 220 Ohm
Ir1
45,07 mA
Iz
0,001 uA
Irc
45,06 mA
Vrc
9,913 V
Obiettivo num. 4 :
Comportamento del diodo Zener:
Il diodo zener è progettato per funzionare in polarizzazione inversa, nella zona di breakdown.
Dal grafico vediamo che inizia a condurre nella zona di breakdown e in questa zona la sua Iz varia da un minimo di 8,3 mA a un massimo di 83 mA.
Per il nostro studio abbiamo utilizzato una Iz di 12 mA. Nel nostro studio il diodo zener è servito da stabilizzatore. Per stabilizzare la tensione in uscita al variare della corrente in ingresso entro certi limiti.
Conclusioni:
In questa esperienza abbiamo imparato come poter costruire un alimentatore con un ponte a diodi, un diodo zener,un condesatore,una resistenza di carico e una resistenza d’ingresso ricavata.
Abbiamo visto che l’alimentatore trasforma la tensione alternata in continua.
Abbiamo visto che variando la capacità dei condensatori varia anche il valore di ripple.
Abbiamo visto come il diodo zener funzioni da stabilizzatore solo al variare della resistenza di carico del valore di ingresso entro certi limiti (Rc min=250 Ohm, con condensatore di 100 uF).

Esempio