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DIODO ZENER – CÁLCULO DO RESISTOR LIMITADOR DE CORRENTE – R1 Para deixar o Diodo Zener funcionar dentro de suas especificações de fábrica, o primeiro de alguns passos é controlar a corrente que fluirá por ele (IZ) durante seu regime de funcionamento que é de regular a tensão sobre seus terminais, a qual servirá de referência a uma carga (RL). Nesse cálculo deverá ser levada em consideração a potência do Diodo Zener e a corrente mínima e máxima que fluirá na carga (RL). Pela potência do Diodo Zener (PZ) e sua tensão nominal (VZ) consegue-se calcular sua corrente nominal (IZ) pela equação abaixo: PZ = VZ * IZ máx Por exemplo: Uma carga eletrônica (RL) com resistência interna de 200Ω deverá ser alimentada por uma tensão fixa de 8,2 volts mas a tensão disponibilizada é de 15 volts. Qual deverá ser o valor do resistor limitador de corrente (R1) para que o Diodo Zener funcione dentro de suas especificações? Potência do Diodo Zener usado é de 500mW. Utilizando a equação da potência do Zener, sabe-se qual a corrente máxima que ele suporta. PZ = VZ * IZ máx 0,5 = 8,2 * IZ máx IZ máx = 0,061A O próximo passo será calcular a corrente que circulará pela carga RL utilizando-se da Lei de Ohm: VRL = RL * IRL 8,2 = 200 * IRL IRL = 0,041A Com a corrente máxima que circulará pelo Diodo Zener (IZ máx) mais a corrente que a carga (RL) consumirá, pode-se calcular a corrente máxima (IR1 máx ) que fluirá pelo resistor limitador de corrente (R1): IR1 máx = IZ máx + IRL IR1 máx = 0,061 + 0,041 IR1 máx = 0,102A Sabendo que a tensão de entrada (Vent.) é de 15 volts e a tensão sobre os terminais do Diodo Zener é de 8,2 volts, pela Lei de Kirchhoff das Tensões conclui-se que a tensão sobre o resistor limitador R1 será de 6,8 volts (15V – 8,2V = 6,8V). De posse da corrente máxima que circula no resistor R1 e a tensão sobre ele mesmo (6,8V) pode-se calcular o valor da resistência máxima de R1 pela Lei de Ohm: VR1 = R1máx * IR1 máx R1 máx = VR1 / IR1 máx R1 máx = 6,8 / 0,102 R1 máx = 66,67Ω O terceiro passo será calcular o valor mínimo de R1. Para esse cálculo considera-se que a corrente mínima que flui pelo Diodo Zener seja 10% da sua corrente máxima (IZ máx). Logo: IZ min = 10% de IZ máx = 10/100 * IZ máx IZ min = 0,1 * 0,061 IZ min = 0,0061A Calculando a corrente mínima que fluirá pelo resistor limitador de corrente R1 tem-se: IR1 min = IZ min + IRL IR1 min = 0,0061 + 0,041 IR1 min = 0,0471A Logo o valor mínimo de R1 é de: VR1 = R1min * IR1 min R1min = VR1 / IR1 min R1min = 6,8 / 0,0471 R1min = 144,37Ω O último passo é fazer uma média aritmética entre R1 máx e R1 min para encontrar um valor médio para o resistor R1: R1 = (R1 máx + R1min) / 2 R1 = (66,67 + 144,37) / 2 R1 = (211,04) / 2 R1 = 105,52Ω (Valor Comercial = 100Ω) Exemplo 1: Qual o valor do resistor limitador R1 quando uma carga RL de 100Ω deve alimentada com uma tensão fixa de 12 volts, a potência do Diodo Zener é de 1 watts e a tensão de entrada Vent de 21 volts. 56Ω