Experimento de Regulador de Tensão com Diodo Zener de 12 Volts

Peças e Materiais

• Quatro baterias de 6 V (total 24 V quando conectadas em série)
• Diodo Zener de 12 V (ex.: 1N4742, Radio Shack catálogo #276-563 ou equivalente)
• Resistor de 10 kΩ

Para este experimento, qualquer diodo Zener de baixa tensão funcionará. Recomendamos um diodo cuja tensão Zener exceda a tensão de uma única bateria para que você possa observar seu comportamento em condições sub-breakdown.

Referências Cruzadas

Lessons In Electric Circuits, Volume 3, Capítulo 3: "Diodos e Retificadores"

Objetivos de Aprendizado

• Entender como um diodo Zener regula tensão
• Reconhecer o papel de um resistor em série em um circuito Zener
• Analisar quedas de tensão nos componentes em diferentes níveis de alimentação

Diagrama Esquemático

Ilustração

Instruções

Construa o circuito mostrado acima, garantindo que o diodo Zener esteja ligado em polarização reversa (cátodo no positivo, anodo no negativo). Use uma única bateria de 6 V como fonte e meça a tensão no diodo. Registre esta leitura de base.

Em seguida, adicione uma segunda bateria de 6 V em série para criar fonte de 12 V. Re-meça a queda de tensão no diodo e no resistor com multímetro.

Continue adicionando terceira e quarta bateria, gerando fontes de 18 V e 24 V respectivamente. Para cada nível de alimentação, registre a tensão no Zener e no resistor. Observe que a tensão do Zener nunca excede seu valor de breakdown (≈12 V), enquanto o resistor absorve o excesso de tensão.

Principais conclusões:

• O diodo Zener limita a tensão nele mesmo ao seu valor nominal.
• Ele não pode criar tensão; se a fonte está abaixo da tensão Zener, a queda do diodo iguala a tensão da fonte.
• O resistor em série limita corrente e absorve a tensão excedente.

Simulação Computacional

Esquemático com números de nós SPICE:

Netlist (copie o seguinte para um arquivo de texto):

 Diodo Zener v1 1 0 r1 1 2 10k d1 0 2 mod1 .model mod1 d bv=12 .dc v1 18 18 1 .print dc v(2,0) .end 

Um modelo SPICE usa diodo padrão com parâmetro de breakdown reverso (bv=12) definido para a tensão Zener desejada.

Planilhas Relacionadas

• Planilha de Diodos Zener
• Planilha de Fontes Reguladas