Problema 64-6    Fuente:  Problema elaborado por el autor del sitio.

Sea el circuito que se muestra en la Figura 64-6.1. Supongamos que V_Z = 18 V y que el voltaje de entrada tiene un valor constante V_i = 30 V. Sabemos que la potencia máxima que soporta el zener es 1 W y la corriente mínima del zener es 2 mA. Si la carga es puramente resistiva, determine la carga máxima y mínima que puede soportar el circuito.

Solución del Problema 64-6   

Tenga en cuenta que en este problema tenemos una corriente variable a través de la zener, ya que la corriente en la carga también es variable. Consultando la parte teórica vemos que estamos ante   CASO 2. Luego usaremos las ecuaciones eq. 64-10 y eq. 64 -11 . Inicialmente debemos calcular la corriente máxima que soporta el zener, ya que conocemos su potencia y voltaje de trabajo, usemos la ec. 64-01, que se muestra a continuación.

Para encontrar los límites de variación de carga, debemos calcular las corrientes máxima y mínima en la carga. En este caso, como se dio el valor de R_S = 150 Ω, entonces tenemos que R_S = R_Smín = R_Smáx. Usando estos datos y realizando una transformación algebraica en eq. 64-10, obtenemos:

Reemplazando las variables con sus respectivos valores numéricos encontramos:

Realizando el cálculo tenemos:

Por lo tanto, conociendo el valor mínimo de la corriente que puede fluir a través de la carga, podemos encontrar el valor máximo de la carga, o:

Ahora trabajando algebraicamente con eq. 64-11 encontremos el valor de la corriente máxima que puede fluir a través de la carga. Así:

Reemplazando las variables con sus respectivos valores numéricos encontramos:

Realizando el cálculo tenemos:

Por lo tanto, conociendo el valor máximo de la corriente que puede fluir a través de la carga, podemos encontrar el valor mínimo de la carga, o:

En resumen, podemos escribir que para resolver el problema se debe satisfacer la siguiente relación.