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RELAZIONE SULL'ALIMENTATORE

elettronica


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RELAZIONE SULL'ALIMENTATORE

Classe 4° G


Bruè Fabio, Maurizi Mirco,

Orizi Lorenzo, Petrini Matteo


Obiettivi

I.            Misurare le diverse tensioni di ripple inserendo condensatori di diverse ca 646c22g pacità, e calcolare il fattore di ripple (10 uF, 22 uF, 100 uF, 220 uF).

II.         Calcolare la R1 sapendo che dal trasformatore esce una tensione pari a circa 15V efficaci, il diodo Zener è da 1W con una Vz di 12V e la resistenza di carico Rc è di 390 Ohm.



III.       Misurare le correnti IR1, Iz, Irc, e la differenza di potenziale Vrc, variando il valore di Rc (470 Ohm, 390 Ohm, 330 Ohm, 270 Ohm, 220 Ohm).

IV.      Analizzare il comportamento del diodo zener.


Strumentazione e materiali

Condensatori di diverse capacità (10 uF, 22 uF, 100 uF, 220 uF);

Generatore di funzione;

Diodo zener da 1W;

Resistenze di vari valori (470 Ohm, 390 Ohm, 330 Ohm, 270 Ohm, 220 Ohm);

Ponte di diodi;

Software Word ed Electronics Workbench;





Procedimento


Abbiamo utilizzato il circuito soprascritto per la risoluzione di tutti gli obiettivi.





Obiettivo num. 1


Abbiamo utilizzato questo circuito per il nostro studio., ottenendo questi risultati



Capacità del condensatore

Ripple analizzato

10uF

10,9V

22uF

6,9V

100uF

2,5V

220uF

1,1V







Abbiamo analizzato che all'aumentare della grandezza dei condensatori inseriti nel circuito, diminuisce il fattore di ripple. Addirittura, se avessimo voluto inserire un condensatore ancora più grande, il fattore di ripple si sarebbe avvicinato molto allo 0 tanto da causare un livellamento della corrente alternata in corrente continua.

Il fattore di ripple (r) si definisce il rapporto tra il valore efficace dell'ondulazione residua (Vr) e la tensione continua d'uscita (Vcc)

 


Vr


r =

Vcc



Obiettivo num. 2


Inizialmente abbiamo visto che dal trasformatore esce una tensione pari non a 15V efficaci, ma a causa dei disturbi dovuti alla rete, la tensione in uscita dal trasformatore era di 16,44V.


Poi abbiamo trovato la tensione ai capi del condensatore utilizzando la seguente formula:



Vmax=[Veff-(0,7 *4 caduta di tensione dovuta al ponte dei diodi)]* (2)      si usa per trovare la Vmax

Vmax=[ [16,44-(0,7*4)]*1,41= 19 V / 20 V

Abbiamo ottenuto una tensione ai capi del condensatore contenuta tra i valori di 19V e 20V.


Per trovare la corrente di zener dobbiamo fare una semplice operazione:

Iz= 1W / 12V = 83 mA

Troviamo così che la corrente massima di zener è 83 mA mentre, la corrente minima è di circa 1/10, quindi, 8,3 mA. Per il nostro studio utilizzeremo Iz = 12 mA.


Per quanto riguarda IRc essa è semplicemente V/Rc            12 / 390 = 0.03

Ora per trovare la R1 dobbiamo risolvere la seguente espressione:


( Vmax - Vz) ( 20 - 12)

R1= ------           R1= ------ R1= 190 Ohm

( Iz + IRc)                    (0.012 + 0.03)


Infine, quindi, troviamo che la resistenza da usare nel nostro circuito è di circa 190 Ohm.

Obiettivo num. 3



Utilizzo della resistenza da 470 Ohm

Ir1

39,19 mA

Iz

13,60 mA



Irc

25,58 mA

Vrc

12,02 V




Utilizzo della resistenza da 390 Ohm

Ir1

39,29 mA

Iz

8,484 mA

Irc

30,79 mA

Vrc

12,01 V





Utilizzo della resistenza da 330 Ohm

Ir1

39,96 mA

Iz

3,901 mA

Irc

36,05 mA

Vrc

11,89 V




Utilizzo della resistenza da 270 Ohm

Ir1

42,78 mA

Iz

593,8 uA

Irc

42,17 mA

Vrc

11,39 V




Utilizzo della resistenza da 220 Ohm

Ir1

45,07 mA

Iz

0,001 uA

Irc

45,06 mA

Vrc

9,913 V





Obiettivo num. 4


Comportamento del diodo Zener:

Il diodo zener è progettato per funzionare in polarizzazione inversa, nella zona di breakdown.

Dal grafico vediamo che inizia a condurre nella zona di breakdown e in questa zona la sua Iz varia da un minimo di 8,3 mA a un massimo di 83 mA.

Per il nostro studio abbiamo utilizzato una Iz di 12 mA. Nel nostro studio il diodo zener è servito da stabilizzatore. Per stabilizzare la tensione in uscita al variare della corrente in ingresso entro certi limiti.


Conclusioni

In questa esperienza abbiamo imparato come poter costruire un alimentatore con un ponte a diodi, un diodo zener,un condesatore,una resistenza di carico e una resistenza d'ingresso ricavata.

Abbiamo visto che l'alimentatore trasforma la tensione alternata in continua.

Abbiamo visto che variando la capacità dei condensatori varia anche il valore di ripple.

Abbiamo visto come il diodo zener funzioni da stabilizzatore solo al variare della resistenza di carico del valore di ingresso entro certi limiti (Rc min=250 Ohm, con condensatore di 100 uF).






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