Relatório 5 - DIODO ZENER E CIRCUITOS REGULADORES DE TENSÃO Corrigido

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NOMES: 
AMANDA CASSIOLATO BARALDI RA 140498 
MARCUS WINICIUS DE OLIVEIRA RA 141645 
ROGER NUNES DO NASCIMENTO RA 141421 
TURMA: LA1PEN3/9438 
DATA DA EXPERIÊNCIA: 21/09/2015 
DATA DA ENTREGA: 28/09/2015 
 
5 DIODO ZENER E CIRCUITOS REGULADORES DE TENSÃO 
 
5.1 OBJETIVOS 
 Verificar o funcionamento do circuito regulador de tensão do tipo paralelo 
com diodo ZENER; 
 Verificar a diminuição do nível de ondulação (Ripple) e a regulação de 
tensão na carga. 
 
5.2 INTRODUÇÃO 
 O filtro diminui a ondulação fazendo com que a tensão de saída 
disponível na carga seja mais estável. O circuito regulador de tensão é usado 
em conjunto com o filtro capacitivo para que a tensão de saída seja regulada, 
isto é, dentro dos limites de operação do diodo Zener a tensão de saída se 
mantém estável mesmo que a corrente pela carga varie. Na figura 5.1 verifica-
se a curva característica e o símbolo do diodo Zener. 
 
Figura 5.1 - Curva característica e símbolo do diodo Zener 
 
 
 A maioria dos equipamentos eletrônicos necessita de tensões e 
correntes contínuas para funcionarem. A tensão disponível na rede elétrica é 
alternada com comportamento senoidal, com valores eficazes de 127 e 220 
volts. 
 Transformadores são utilizados para reduzir os níveis das tensões de 
entrada a valores de utilização normalmente mais baixos. A conversão da 
corrente alternada em corrente contínua e a estabilização da tensão através de 
circuitos retificadores com filtro e circuitos reguladores forma uma conjunto que 
tem por função garantir a alimentação adequada de outros circuitos, chamada 
fonte de tensão. 
 A figura 5.2 ilustra uma fonte de tensão contínua com regulador de 
tensão do tipo paralelo e na figura 5.3 o diagrama em blocos de uma fonte de 
tensão. 
 
Figura 5.2 - Fonte de tensão contínua 
 
 
Figura 5.3 - Diagrama em blocos de uma fonte de tensão 
 
 
 Para aumentar a capacidade de fornecimento de potência à carga, o 
regulador de tensão do tipo paralelo polariza um transistor que eleva a corrente 
de saída. Este novo circuito é conhecido como regulador de tensão tipo série, 
visto na figura 5.4. 
Figura 5.4 - Fonte de tensão contínua 
 
 
 Existem ainda os reguladores de tensão em circuitos integrados prontos 
para uso e com capacidade de fornecimento de potência elevada, visto na 
figura 5.5. 
 
Figura 5.5 - Reguladores de tensão integrados 
 
 
5.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
5.3.1 Materiais Necessários 
1 multilab; 
1 placa experimental nº1; 
1 osciloscópio de 2 canais; 
2 pontas de prova; 
2 jumpers curtos; 
2 Jumpers longos; 
2 cabos de ligação banana-bananinha; 
1 chave de fenda pequena. 
 
5.3.2 Fonte de tensão contínua 
1-Monte o circuito mostrado na figura 5.7 no multilab. 
 
Figura 5.7 - Layout retificador da placa experimental nº1 
 
 
2-Ligue com cabos a fonte CA 0-21V ajustada em 10 volts eficazes (RMS) em 
uma das fases aos pontos J26 e J27 (retificador). 
3-Ligue os pontos J29 e J30 com Jumper. 
4-Ligue o ponto J34 (retificador) ao ponto J8 (regulador de tensão). 
5-Ligue o ponto J33 (retificador) ao ponto J9 (regulador de tensão). 
6-Ajuste o valor da resistência de carga (potenciômetro) do regulador de tensão 
aproximadamente no meio do curso utilizando uma chave de fenda pequena. 
7-Coloque a ponta do osciloscópio (Ch1) no ponto J8 e a referência no ponto 
J9. Meça a tensão e anote a forma de onda. OBS: o modo de acoplamento do 
osciloscópio deve ser CC. 
 
Figura 5.8 – Forma de onda em J8 
 
 
8-Coloque a ponta do osciloscópio (Ch2) no ponto J10 e a referência no ponto 
J11. Meça e anote a forma de onda. OBS: O modo de acoplamento do 
osciloscópio deve ser CC. 
Figura 5.9 – Forma de onda no J10 
 
 
9-Desligue o capacitor de filtro do circuito retirando o jumper da posição J30. 
Meça e anote o valor da tensão e anote sua forma de onda. 
 
Figura 5.10 – Forma de onda sem o capacitor de filtro 
 
 
Responda as questões: 
a) O que significa regulação de tensão? 
Regulação de tensão significa o grau de controle ou estabilidade da 
tensão eficaz em situação de carga. Ou seja, ela faz com que fatores como 
a variação de tensão na entrada ou a variação da carga não influenciem no 
valor de saída de tensão após a retificação e filtragem de ruídos, garantindo 
a alimentação adequada de outros circuitos. 
 
b) Por que é importante eliminar o ripple da tensão que alimenta um 
equipamento? 
Pois ele influencia no valor da tensão de saída no circuito. O ripple 
excessivo em uma fonte pode influenciar, fazendo com que não aconteça um 
funcionamento correto do equipamento. Um exemplo básico é o rádio, quando 
a tensão ripple não é eliminada com eficácia, podem aparecer ruídos no som, 
na forma de um ronco. 
 
c) O que ocorre quando a oscilação da tensão chega a valores menores do 
que a tensão nominal do zener? 
A tensão de saída será igual à tensão de entrada, pois o Zener irá se 
comportar como um bloqueio. 
 
d) Por que é necessário dimensionar corretamente o valor do resistor que 
acompanha o diodo zener deste tipo de retificador? 
O correto dimensionamento do resistor garante a operação do diodo Zener 
em sua região de regulação, evitando que sejam causados danos ao diodo e 
ao circuito ligado a ele. 
 
Faça a conclusão sobre o experimento. 
 
Os circuitos reguladores de tensão utilizam o diodo Zener em paralelo à 
carga, com o objetivo de manter a tensão na carga constante, 
independentemente de haver variação da corrente que circula sobre ela. Além 
do diodo Zener, o circuito regulador de tensão também é composto por um filtro 
capacitivo, associado em paralelo à carga, com a finalidade de diminuir a 
ondulação da tensão de saída disponível na carga. 
Por meio do experimento realizado, observamos a ação dos circuitos 
reguladores de tensão, onde a tensão na carga se manteve constante, embora 
ocorram variações na corrente e independente das configurações do circuito, 
através de jumper em diversos pontos. Também foi possível comparar a 
qualidade da tensão fornecida à carga na presença e na ausência do filtro 
capacitivo, sendo visível a importância de emprega-lo no circuito, pois minimiza 
o ripple e proporciona um melhor aproveitamento da tensão fornecida à carga. 
 Com os resultados obtidos, principalmente por meio das formas de onda 
e medições de tensão, foi possível compreender a aplicação do diodo Zener 
em circuitos reguladores de tensão. 
Luiz Fernando Vieira
Luiz Fernando Vieira