diodo zener e led - DAELT

Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
Departamento Acadêmico de Eletrotécnica – DAELT
Engenharia Elétrica e/ou Controle e Automação
Disciplina: Laboratório de Eletrônica – ET74C
Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes
ROTEIRO OFICIAL 03
DIODO ZENER E LED
Visto_______________
Data da realização: ______/______/2017
Data da entrega: ______/______/2017
NOTA:
ASSIDUIDADE
ESTÉTICA
CONTEÚDO
COLETA DADOS
CONCLUSÃO
EXERCÍCIOS
TOTAL
1,0
1,0
2,5
3,0
1,5
1,0
Redação da introdução teórica realizada por:
Equipe:
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
CURITIBA 2017
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Departamento Acadêmico de Eletrotécnica - Engenharias
Eletrônica 1 – ET74C - Laboratório
Prof.ª Elisabete N Moraes
ROTEIRO 03-DIODO ZENER E LED
Equipe: ____________________________________________________________
Objetivo: Verificar o funcionamento do diodo zener como regulador de tensão. Polarização do LED.
Pré-requisitos:
Seções 1.14 e 2.11 do livro Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos – Boylestad (Zener);
Seção 1.15 do livro Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos – Boylestad (LED)
Material:
1 Fonte de Tensão CC variável
2 resistor 2k2k ohms, 1/2W ou 1/4W
1 Matriz de Contatos
1 resistor 620 ohms, 1/2W ou 1/4W
2 Multímetros
1 diodo zener de 5,1V/400mW ou 1W
Pontas de prova banana-jacaré e banana- 1 diodo LED convencional (difuso). Cor: escolha
banana
da equipe
Fios de conexão jumpers
1 diodo LED de alto brilho. Cor: a escolha da
equipe
1 capacitor eletrolítico de 100µF/63V
A)TEORIA:
ZENER: polarizado reversamente
quando regulador de tensão.
IZM=PZ/Vz
IZT=corrente de zener de teste:
Corrente nominal de operação; para
fins práticos:
IZT=0,1IZM
LED: diodo emissor de luz
Simbologia:
Aspecto do componente:
Figura 01:
B)PREPARAÇÃO:
Identifique e teste os componentes que serão utilizados na experiência. Caso necessário utilize uma
“lupa”(disponibilizada pela professora).
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Código do ZENER:__________________________ VZ=___________ PZ=___________
Teste semicondutor do zener dir pol________________ rev pol _______________
Teste semicondutor do led convencional dir pol:___________________
rev pol
_______________
Teste semicondutor do led alto brilho pol:___________________ rev pol _______________
Valor do R1k=______________________
Valor do R620=______________________
CUIDADOS
-Certifique-se de que a fonte DC está em 0V no início das medições.
-Ao manusear os resistores fazê-lo com um alicate. Podem estar quentes!!!
C)EXPERIÊNCIA: ZENER DIRETAMENTE POLARIZADO:
Monte o circuito indicado na figura 02 e varie a tensão conforme indica a tabela 01 e complete com as
medidas indicadas. Observar que o zener está diretamente polarizado.
Rs=620 ohms
RL=2k2//2k2ohm
Zener Vz=_______ Pz=_________
Figura 02.
Item Fonte
(V)
1
2
3
4
5
6
VRs
(V)
Vzener
(V)
Vcarga
(V)
Icalculada Iz(A)
Icalculada
IRs(A)
Icalculada
IRL (A)
Pzener
(W)
PRs
(W)
Pcarga
(W)
3
6
9
12
15
18
Tabela 1
Conclusão sobre a operação deste circuito:
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
D)EXPERIÊNCIA: ZENER REVERSAMENTE POLARIZADO:
D.1)Monte o circuito indicado na figura 03, inserindo o LED convencional em série com o resistor de
carga e varie a tensão conforme indica a tabela 02. Observar que o zener está reversamente polarizado.
Rs=620ohms
RL= 2k2//2k2 ohm
Figura 03.
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item Fonte VRs
(V)
(V)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Vzener
(V)
VRL
(V)
VLED Icalculada Icalculada
(V)
IZ(A)
IRs(A)
Icalculada
IRL =
ILED(A)
Pzener
(W)
PRs
(W)
Pcarga
(W)
PLED
(W)
2
3
4
5
6
8
10
15
20
25
30
Tabela 2
Conclusão sobre a operação deste circuito:
___________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
D.2) Usando o circuito da figura 03, porém inverta a ligação do diodo LED e varie a alimentação do
circuito conforme indica a tabela 3.
item Fonte VRs
(V)
(V)
1
2
3
4
Vzener
(V)
VRL
(V)
VLED Icalculada Icalculada
(V)
IZ(A)
IRs(A)
Icalculada
IRL =
ILED(A)
Pzener
(W)
PRs
(W)
Pcarga
(W)
PLED
(W)
3
9
12
15
Tabela 3
Esboce o circuito montado e conclua sobre a sua operação:
Conclusão:
__________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
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E)EXPERIÊNCIA: LED DE ALTO BRILHO
E.1)Com a fonte CC desligada, monte o circuito do diagrama da figura 4.
Observar: que o capacitor eletrolítico possui polaridade. O terminal positivo do capacitor conectado com o
terminal positivo da fonte. Observe no encapsulamento a existência do sinal que identifica a polaridade do
terminal
R= (2k2 + 2k2)ῼ
+
C=100F
+
Figura 04.
R
1º. Inicialmente somente com o capacitor ligado, ou seja, com o conjunto LED + resistor desconectado,
ligue a fonte CC e aumente o valor da tensão até o máximo. Vfonte max=_____________
2º. Meça a tensão nos terminais do capacitor com o VOM digital na função V—. O valor medido deve ser
muito próximo ao valor Vmax da fonte CC.
Vcapacitor=_______________
3º. Desligue a fonte, desconecte-a do restante do circuito, na sequência conecte o jumper que serve
como chave no terminal positivo do capacitor a fim de descarregar o capacitor.
a)Descreva o que ocorreu.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
4º. Após a execução do procedimento solicitado no item 3, curtocircuite os terminais do capacitor.
5º. Substitua o série de 2k2+2k2 pelo de 620 ῼ e repita os procedimentos anteriores.
b) Estabeleça um comparativo sobre o tempo que o LED permaneceu acesso, considerando o valor da
resistência usada no circuito. O que se conclui a respeito do valor da resistência quando a capacitância
permanece a mesma.
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Questionário:
1. Desenhar em escala a curva característica do diodo zener (I xV) testado.
2. Um regulador Zener sem carga com tensão de alimentação de 20V, uma resistência série de 420
ohms e tensão zener de 10V, Pz=1W. Qual é a corrente no zener?
3. Entre dois circuitos reguladores a zener com o mesmo diodo, ou seja, VZ e PZ iguais, sendo um
deles com a carga (RL) tendendo a zero e o outro com a carga (RL) tendendo ao infinito,
pergunta-se qual deles terá o funcionamento mais crítico, justifique a sua resposta.
4. Usando o circuito a seguir determine: Admitir Pz= 400mW
a)Tensão na carga, se o zener for desconectado
b)Suponha que a alimentação diminua de 20V para 0V, em que valor de tensão de alimentação, na qual
a regulagem será perdida?
c)Para a tensão de alimentação 20V, determine as três correntes do circuito.
d)Ainda em 20V, qual será a potência Zener e nos resistores?
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