Problema 64-1   Fonte:  Problema elaborado pelo autor do site.

Seja o circuito mostrado na Figura 64-1.1. Assumindo que V_i = 22 volts, V_Z = 15 volts e uma corrente de carga igual a 100 mA, verifique se o zener 1N4744 pode ser utilizado neste projeto, sabendo que ele pode dissipar até 1 watt de potência.

Solução do Problema 64-1   

Como a tensão de entrada é constante e a carga também, aplica-se o   CASO 1   estudado no item Introdução. Sabe-se que a potência do zener 1N4744 é 1 watt, logo, pode-se calcular I_Zmax e I_Zmin:

Calculando I_Zmin, ou:

De posse desses dois valores, pode-se calcular R_Smin e R_Smax usando as equações eq. 64-08 e eq. 64-09, já estudadas e mostradas abaixo:

E por sua vez:

Desta forma, pode-se calcular a média aritmética de R_Smin e R_Smax para encontrar um valor conveniente para o projeto. Logo:

Portanto, o valor comercial de resistência mais próximo é:

Evidentemente, é possível escolher um valor como 56 ohms ou 62 ohms, pois estariam dentro dos valores aceitáveis para R_S, já que    R_Smin < R_S < R_Smax .

Deve-se determinar a potência que o resistor R_S vai dissipar no circuito. A corrente que passa por R_S é dada por:

Então a potência dissipada é:

Logo, pode-se usar uma resistência de 2 W, ou melhor, uma de 5 watts. Assim, consegue-se uma folga maior.

Para finalizar, deve-se calcular a potência dissipada pelo zener. Repare que na equação abaixo, I_Zmax = I_S - I_L. Assim:

Como a potência é inferior a 1 watt então é possível usar esse zener. Porém, se houver uma interrupção de corrente na carga, o zener não conseguirá absorver o excesso de corrente e será destruído. Como solução use um diodo zener que suporte 5 watts.