Este artigo surge no seguimento de um tópico no fórum LusoRobótica e que aproveitei para colocar aqui em maior detalhe algo que já era para cá ter colocado.
O wikipédia tem tudo o que precisamos saber sobre diodos zener, por isso não vale apena explicar aqui. A imagem em baixo é retirada de lá e refere-se ao que realmente importa, o dimensionamento da resistência limitadora de corrente para o zener.
Mas se o valor do zener for fixo, a nossa fonte de tensão não poderá ser ajustada.
É aqui que entra o potenciometro e um ampop como seguidor de tensão.
O valor do zener deverá ser escolhido de acordo com o valor máximo de tensão pretendido, por exemplo, 10V.
O potenciometro irá funcionar como divisor de tensão e deverá ter um valor resistivo elevado, de forma a não sobrecarregar a resistência limitadora (R1) de corrente do zener e a conferir alguma estabilidade ao circuito.
Neste site podem encontrar uma ferramenta que permite um calculo mais rápido da resistência limitadora para o zener.
Então e o ampop?
O ampop é colocado em seguida numa configuração de seguidor de tensão (ou buffer de corrente). O ampop tem uma impedância de entrada muito alta e como tal é considerado (idealmente) como um circuito aberto. Além disso, nesta montagem, a saída do ampop tem a capacidade de fornecer mais corrente do que o potenciometro, sem que o valor de tensão altere.
Mas se a saída do ampop já fornece corrente, porque não usar apenas esta configuração para alimentar um circuito?
Em muitos casos isso é possível, pois o consumo do circuito é baixo e, por isso, suportável pela saída do ampop. Nos outros casos, em que é necessária uma alimentação regulada e com mais corrente disponível tem de se recorrer a algo que permita a passagem de mais corrente, mas que dê para controlar a tensão na saída.
Esse componente é o transistor. Uma vez mais não vale a pena explicar aqui o seu funcionamento, pois o wikipédia já lá tem tudo :D.
O que importa frisar é que o transistor tem um ganho beta de corrente e que a corrente no colector é igual à multiplicação da corrente na base pelo ganho beta.
Outra coisa a ter em conta é que a tensão no emissor será 0,7V menor que a tensão na base, devido ao Vbe do transistor.
A montagem em baixo dá um bom regulador de tensão, com poucos componentes.
O feedback do ampop é feito no emissor de Q1, para que seja possível baixar a tensão deste regulador a menos de 0,7V, ou seja, este regulador de tensão variável fica com uma gama de trabalho de 0V até 10V.
A resistência R2 serve apenas para garantir que o transistor é percorrido pela corrente minima ao seu correcto funcionamento.
Este circuito funciona bastante bem e como é pequeno, um circuito como este junto de uma breadboard dá sempre imenso jeito.
Mto bom circuito! Um circuito desses para 5A ou 10A qual transistor seria no lugar do TIP41 e o resistor R2?
Olá Tiago.
R2 serve apenas para garantir que o transístor é percorrido pela corrente mínima ao seu correcto funcionamento.
Para tanta corrente já é necessário calcular as potências dissipadas e pensar numa associação de transístores ou MOSFET's.
Para o poder ajudar o melhor é fornecer mais detalhes sobre o circuito que pretende construir...