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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 1,0

ESTÉTICA 1,0

CONTEÚDO 2,5

COLETA DADOS 3,0

CONCLUSÃO 1,5

EXERCÍCIOS 1,0

TOTAL

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

ENM 2/6 Rot03_ZenerLed_S23S24

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:

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:

B)PREPARAÇÃO:

Identifique e teste os componentes que serão utilizados na experiência. Caso necessário utilize uma

“lupa”(disponibilizada pela professora).

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-

banana

1 diodo LED convencional (difuso). Cor: escolha

da equipe

Fios de conexão jumpers 1 diodo LED de alto brilho. Cor: a escolha da

equipe

1 capacitor eletrolítico de 100µF/63V

Figura 01:






Figura 02.

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=_________

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

Item Fonte

(V)

VRs

(V)

Vzener

(V)

Vcarga

(V)

Icalculada -

Iz(A)

Icalculada

IRs(A)

Icalculada

IRL (A)

Pzener

(W)

PRs

(W)

Pcarga

(W)

1 3

2 6

3 9

4 12

5 15

6 18

Tabela 1

Figura 03.






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.

Esboce o circuito montado e conclua sobre a sua operação:

Conclusão:

__________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

item Fonte

(V)

VRs

(V)

Vzener

(V)

VRL

(V)

VLED

(V)

Icalculada

IZ(A)

Icalculada

IRs(A)

Icalculada

IRL =

ILED(A)

Pzener

(W)

PRs

(W)

Pcarga

(W)

PLED

(W)

1 2

2 3

3 4

4 5

5 6

6 8

7 10

8 15

9 20

10 25

11 30

item Fonte

(V)

VRs

(V)

Vzener

(V)

VRL

(V)

VLED

(V)

Icalculada

IZ(A)

Icalculada

IRs(A)

Icalculada

IRL =

ILED(A)

Pzener

(W)

PRs

(W)

Pcarga

(W)

PLED

(W)

1 3

2 9

3 12

4 15

Tabela 2

Tabela 3






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=100F

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.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

Figura 04.

R

+

+ -






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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