Problema 64-6    Fonte:  Problema elaborado pelo autor do site.

Seja o circuito mostrado na Figura 64-6.1. Assuma que R_S = 150 Ω, V_Z = 12 V e a tensão de entrada é constante de valor V_i = 30 V. Sabemos que a potência máxima que o zener suporta é 1 W e a corrente mínima do zener é 5 mA. Se a carga é puramente resistiva, determine o valor máximo e mínimo da carga que o circuito suporta.

Solução do Problema 64-6   

Observe que neste problema temos a corrente através do zener variável, pois a corrente na carga também é variável. Consultando a parte teórica constatamos que estamos frente ao   CASO 2. Então usaremos as equações eq. 64-10 e eq. 64-11. Inicialmente, devemos calcular a corrente máxima que o zener suporta, pois conhecemos sua potência e a tensão de trabalho. Vamos usar a eq. 64-01, mostrada abaixo.

Para encontrarmos os limites de variação da carga, devemos calcular as correntes máxima e mínima sobre a carga. Neste caso, como foi fornecido o valor de R_S = 150 Ω, então temos que R_S = R_Smin = R_Smax. Usando esses dados e fazendo uma transformação algébrica na eq. 64-10, obtemos:

Substituindo as variáveis por seus respectivos valores numéricos, encontramos:

Efetuando o cálculo, temos:

Portanto, conhecendo o valor mínimo da corrente que pode circular pela carga, podemos encontrar o valor máximo da carga, ou:

Agora trabalhando algebricamente com a eq. 64-11 vamos encontrar o valor da corrente máxima que pode circular pela carga. Assim:

Substituindo as variáveis por seus respectivos valores numéricos, encontramos:

Efetuando o cálculo, temos:

Portanto, conhecendo o valor máximo da corrente que pode circular pela carga, podemos encontrar o valor mínimo da carga, ou:

Resumindo, podemos escrever que para a solução do problema a relação abaixo deve ser satisfeita.