fisica electrica

EJERCICIOS DE FUENTES DE ALIMENTACION Y REGULADORES
1- En el circuito de la figura, el voltaje de entrada V varía entre 9V y 12V. Determine
que variación se produce en la corriente del Zener (I Z). ¿Seguirá regulando el diodo
Zener para esa variación de las condiciones de entrada?
Datos: Vz = 7.5V, Izmax = 40mA, Izmin = 5mA

Solución:
El circuito de la figura muestra un regulador paralelo,su nombre se debe precisamente a
que el diodo zener se encuentra en paralelo con la carga, por lo que el voltaje que
aparezca en ella será el mismo voltaje de regulación del zener, y la corriente por la
carga dependerá del rango de variación de corriente del zener en el cual regule.
En el ejercicio se quiere determinar para una variación en el voltaje de entrada Vi entre
9 Volt y 12 Volt quevariación se producirá en la corriente de Zener. Como la
resistencia de carga es fija en este caso, si varía el voltaje de entrada, para que se
mantenga constante el voltaje de salida, debe variar la corriente por el zener pero nunca
por debajo de la corriente de zener mínima, ni por encima de la corriente máxima
determinada por la máxima potencia del zener. Por tanto determinaremos lavariación
de la corriente I y con ello la que circula por el zener, comprobando si se mantiene entre
los rangos correctos.
Haciendo una LKV por el circuito de entrada:

Vi = IR + Vz

Por lo que despejando la corriente I I = (V – Vz)/R
Como V = 12V ; Imax = 45 mA
V = 9V ; Imin = 15 mA
Como RL = 1K ; IL = Vz/RL = 7.5 mA
Haciendo una LKC Iz = I - IL
Cuando Vi = 12 V, tendremos Izmax : Izmax =Imax – IL = 37.5 mA
Cuando Vi = 9V, obtendremos Izmin utilizando Imin por lo que Izmin = 7.5 mA
Por tanto el diodo zener se encuentra trabajando dentro de la zona de regulación en todo
momento.
2.-En el regulador paralelo mostrado a continuación:
a)Suponga que la carga no está conectada y para esta condición determine la corriente
por el tener si el Vi = 40V
b)Considere la carga conectada,si RL = 510 Ω y Vi = 20V, determine la corriente por el
diodo zener y por la carga.

Datos:IZmín

=

5mA,

IZmáx

=

80mA,

VZ

=

5V

Respuestas: a) Iz = 56 mA ; b) Iz=14.2 mA ; I L = 9.8 mA
3.-Un regulador paralelo utiliza un diodo zener que regula a 30V una variación de
corriente por el mismo de 5 á 100 mA. Si el voltaje Vi de entrada al circuito es de 155V.

a) Calculeel valor de la resistencia R para que exista regulación de voltaje desde I L = 0
hasta ILmax. Determine el valor de ILmax.
b) Suponga la R calculada en el inciso anterior y que la corriente por la carga es de
50mA, determine los límites entre los que puede variar Vi sin que el circuito deje de
regular.
Solución:
a) Debemos determinar el valor de resistencia que garantice que el zener semantenga
regulando dentro de los límites establecidos. Cuando la corriente por la carga sea cero,
por el zener circulará la corriente máxima y cuando sea máxima, por el zener circulará
la corriente mínima, por debajo de la cual el mismo saldría de la zona de regulación de
voltaje.
Por tanto para ILmin = 0; → Izmax = 100 mA y como I = IL + Iz → I = Izmax = 100 mA
Haciendo una LKV en el circuitode entrada, obtenemos que: Vi = IR + Vz
Por lo tanto R = (Vi – Vz)/I = 1.25 KΩ
Se elige R=1.3 KΩ que es el valor comercial
Para determinar ILmax hacemos una LKC y para esta condición tendremos Izmin
Por lo tanto ILmax = I – Izmin = 100 – 5 = 95 mA
b)Para determinar los límites entre los que puede variar el voltaje de entrada y
mantenerse constante el voltaje de salida, debemos considerar queal aumentar el voltaje
de entrada, la corriente I aumentará también, como la corriente por la carga debe
permanecer constante para que se mantenga constante el voltaje de salida, la corriente
por el diodo zener aumentará, y cuando el voltaje de entrada disminuya ocurrirá lo
mismo pero en sentido inverso.
Haciendo una LKV en el circuito de entrada: Vi = Vz + IR
Para Vimax Vimax = Vz +...