practica 2 Pre-laboratorio zener y onda completa

1. UNIVERSIDAD FERMÍN TORO
VICERECTORADO ACADÉMICO
DECANATO DE INGENIERIA
ESCUELA DE ELÉCTRICA
SEDE CABUDARE
PRE LABORATORIO
PRACTICA 2
Orlando Rodriguez
20923217
Raul guedez
18526731
Lab. Electrónica I
Saia “A”

2. ACTIVIDADES DE PRE – LABORATORIO

3. RESPUESTAS
1) DEFINA RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA Y ONDA COMPLETA.
REALICE LOS DISEÑOS RESPECTIVOS.
 RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA:
En la figura 1 se representa esquemáticamente un rectificador de media onda en
el cual un diodo se interpone entre la fuente y la carga. Cuando la tensión vS de la
fuente es positiva, el sentido de la corriente es favorable y se produce la circulación, por
lo cual suponiendo el diodo ideal (y por lo tanto sin caída de tensión), será vL = vS.
Cuando, en cambio, vS < 0, el diodo no conduce y entonces vL = 0. Esto se ilustra en la
figura 2 para una típica señal senoidal. Se ha indicado tanto la tensión en la carga como
la corriente que circula por ella y por la fuente (la tensión y las corrientes en este caso
difieren únicamente en un factor de escala). Invirtiendo el diodo se logra una tensión
negativa.
Es interesante destacar que la tensión en la carga es unidireccional (positiva)
pero no continua (constante). Esta forma de onda no es la deseable para alimentar
dispositivos electrónicos, que generalmente requieren una alimentación constante. Este
problema se solucionará más adelante con el empleo de filtros.

4.  RECTIFICADORES DE ONDA COMPLETA TIPO PUENTE:
El circuito rectificador de media onda tiene como ventaja su sencillez, pero
adolece de dos defectos:
I. No permite utilizar toda la energía disponible, ya que los semiciclos negativos
son desaprovechados.
II. En el caso típico en el que la fuente es el secundario de un transformador tiende
a producirse una magnetización del núcleo debido a que el campo magnético es
unidireccional. Esta magnetización se traduce en que la saturación magnética se
alcanza con valores menores de corriente, produciéndose deformaciones en la
onda. Estos inconvenientes se resuelven con los rectificadores de onda
completa. El primer ejemplo es el rectificador tipo puente, ilustrado en la figura
3.
Cuando vS > 0, los diodos D1 y D2 están polarizados en forma directa y por lo
tanto conducen, en tanto que D3 y D4 no conducen. Despreciando las caídas en los
diodos por ser éstos ideales, resulta vL = vS > 0. Cuando la fase de la entrada se
invierte, pasando a ser vS < 0, serán D3 y D4 quienes estarán en condiciones de
conducir, en tanto que D1 y D2 se cortarán. El resultado es que la fuente se encuentra
ahora aplicada a la carga en forma opuesta, de manera que vL = −vS > 0. Las formas de
onda de la entrada y la salida se muestran en la figura 4.

5. Puede verificarse que ahora se aprovecha la totalidad de la onda de entrada, y,
además, la corriente por la fuente ya no es unidireccional como la que circula por la
carga, evitando la magnetización del núcleo del transformador.
 RECTIFICADORES DE ONDA COMPLETA CON PUNTO MEDIO:
Un inconveniente del rectificador tipo puente es que no existe una referencia
común de tensión (masa circuital) entre la fuente y la carga, resultando ambas flotantes
entre sí. Una manera de resolver esto es utilizar dos fuentes en contrafase en lugar de
una sola, y colocar en cada una de ellas un rectificador de media onda. Las fuentes en
contrafase se logran con un transformador cuyo secundario está dividido en dos mitades,
tomándose el punto medio como masa común, como se muestra en la figura 5.
Cuando vS > 0, el diodo D1 conduce y D2 no, por lo tanto la tensión vS se aplica
directamente a la carga a través de D1 y vL = vS > 0. Cuando vS < 0, conduce D2, por lo
cual se aplica −vS a la carga, resultando vL = −vS > 0.

6. En este caso, por cada mitad del arrollamiento secundario circula corriente sólo
en una mitad del ciclo, pero lo hace en sentidos opuestos, y como ambos arrollamientos
rodean a un mismo núcleo y son simétricos, el núcleo recibe un campo magnético
alternativo que no produce magnetización neta permanente.
El punto medio del secundario puede utilizarse como masa circuital común entre
el secundario y la carga.
 RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA CON FILTRO CAPACITIVO:
En la figura 6 se ilustra el circuito de un rectificador de media onda con filtro
capacitivo.
El capacitor y la resistencia configuran un filtro pasabajos. Sin embargo, debe
tenerse en cuenta que debido a la no linealidad del circuito que lo precede, el filtro no se
limita a mantener el valor de continua (valor medio) de la onda rectificada y rechazar
los armónicos.
Con referencia a la figura 7, supongamos que inicialmente el capacitor está
descargado. Mientras vS crece hacia valores positivos, el diodo se polarizará en forma
directa y por lo tanto conducirá. Dado que la resistencia de la fuente y la resistencia
dinámica del diodo se han considerado idealmente nulas, la tensión de salida (igual a la
caída en el paralelo RL//C) seguirá a la de la entrada. Este proceso continuará hasta el
momento t1 en que la tensión de entrada disminuya más rápidamente que la descarga de
C a través de RL, ya que en ese caso el diodo pasará a estar polarizado inversamente y
dejará de conducir. A partir de ese momento la tensión de salida se desvincula de la de
la entrada, siguiendo la evolución exponencial de la descarga del capacitor a través de la
resistencia de carga. Mientras tanto, la entrada continuará con su variación senoidal, se
hará negativa y luego volverá a ser positiva. En un instante t2 la caída exponencial de la
salida se cruzará con el ascenso senoidal de la entrada, y a partir de entonces el diodo
volverá a conducir, repitiéndose el proceso anterior. Obsérvese que el diodo conduce
sólo durante una fracción del período, por lo cual tanto su corriente de pico Ip como su
corriente eficaz Irms pueden llegar a ser varias veces superiores a la corriente media,
Imed. lo cual en general implica sobredimensionar los diodos.

7. Puede sorprender el hecho de que la corriente eficaz por el diodo sea mayor que
la corriente eficaz por la carga (que para un rectificador con bajo ripple es
aproximadamente igual a la corriente media). Esto se debe a que la fuente no está
cargada siempre con la misma resistencia, a diferencia del rectificador completo
incluido el capacitor, que está cargado con RL. Por eso, a pesar de que la fuente entrega
a través del diodo la misma potencia media que termina recibiendo la resistencia de
carga, su corriente eficaz es mayor.
En el análisis del funcionamiento de este rectificador con filtro no nos detuvimos
en la influencia de la constante de tiempo τ = RLC, cuestión que trataremos ahora.
Evidentemente, cuanto mayor sea τ, más lenta será la caída durante el intervalo de corte
del diodo, lo cual significa que el valor alcanzado en el instante t2 será más alto,
aproximándose, para τ >> T, al valor de pico Vp. Esta situacion se ilustra en la figura 8.

8. Lo anterior tiene varias consecuencias. En primer lugar, el ripple disminuye y la
tensión media en la carga se aproxima a la tensión de pico. En segundo lugar, tanto t1
como t2 se aproximan a los instantes donde hay picos, lo cual reduce el tiempo de
conducción del diodo e incrementa su corriente eficaz y su corriente de pico, lo cual
exige cuidado en el dimensionamiento del diodo para evitar su destrucción térmica. Por
último, permite aproximar la caída por un segmento de recta, lo cual facilita el
tratamiento analítico simplificado.

9.  RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA CON FILTRO CAPACITIVO:
En la figura 10 se ilustra el circuito de un rectificador de onda completa con
filtro capacitivo.
El funcionamiento de este circuito, ilustrado en la figura 11, es enteramente
similar al de media onda, con la única diferencia de que la caída exponencial (o su
aproximación lineal) se encuentra con el pico negativo rectificado, en lugar de con el
siguiente pico positivo.

10. Todas las conclusiones correspondientes al rectificador de media onda con filtro
son cualitativamente aplicables a este caso, cambiando sólo las fórmulas. Puede
observarse por simple inspección que para una misma constante de tiempo (compárese
con la figura 7) el ripple disminuye y el valor medio aumenta. En este caso el valor de t1
responde a la misma fórmula.
2) MENCIONE LAS CARACTERÍSTICAS DE UN DIODO ZÉNER.
El diodo Zéner es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza polarizado
inversamente. Recordar que los diodos comunes, como el diodo rectificador (en donde
se aprovechan sus características de polarización directa y polarización inversa),
conducen siempre en el sentido de la flecha.

11. En este caso la corriente circula en contra de la flecha que representa el diodo. Si
el diodo Zéner se polariza en sentido directo se comporta como un
diodo rectificador común. Cuando el diodo Zéner funciona polarizado inversamente
mantiene entre sus terminales un voltaje constante.
En el gráfico se ve el símbolo de diodo Zéner (A - ánodo, K - cátodo) y el
sentido de la corriente para que funcione en la zona operativa.
Se analizará el diodo Zéner, no como un elemento ideal, si no como un elemento
real y se debe tomar en cuenta que cuando éste se polariza en modo inverso
si existe una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de
muy poco valor.
3) DIBUJE LA CURVA CARACTERÍSTICA DE UN DIODO ZÉNER.
Analizando la curva del diodo Zéner se ve que conforme se va aumentando
negativamente el voltaje aplicado al diodo, la corriente que pasa por el aumenta muy
poco.

12. Pero una vez que se llega a un determinado voltaje, llamada voltaje o tensión
de Zéner (Vz), el aumento del voltaje (siempre negativamente) es muy pequeño,
pudiendo considerarse constante.
Para este voltaje, la corriente que atraviesa el diodo Zéner, puede variar en un
gran rango de valores. A esta región se le llama la zona operativa. Esta es la
característica del diodo Zéner que se aprovecha para que funcione como regulador de
voltaje, pues el voltaje se mantiene prácticamente constante para una gran variación
de corriente.
4) EXPLIQUE EL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO DE LA FIGURA
1.
Aquí el diodo está polarizado en inverso. Con este circuito obtendremos datos
para graficar la curva en el tercer cuadrante. Debemos calcular el valor del resistor R.
Este resistor determina la máxima corriente que soporta el Zéner sin dañarse por exceso
de consumo de potencia. Entonces la máxima corriente viene dada por:
Izmax = Pzener / Vz
Para no quemar el Zéner vamos a trabajarlo, por ejemplo, al 70% de su potencia
máxima. Entonces calculamos la nueva Iz. Por ley de voltajes, despejamos el valor de R
del circuito dado en función de las tensiones y en función de la corriente que absorbe el
Zéner.
Usando el simulador Proteus se obtuvieron las siguientes tablas:
Vcc 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Iz
(mA)
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,3mA 2,2mA
Vz
(Vol)
0 500mV 1V 1,5V 2V 2,5V 3V 3,5V 4V 4,5V 4,98V

13. 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10
6,13
mA
13
mA
20
mA
27
mA
34,1
mA
41,2
mA
48,2
mA
50,3
mA
62,4
mA
69,5
mA
5,07V 5,09V 5,10V 5,11V 5,11V 5,12V 5,12V 5,13V 5,13V 5,13V
Ahora invertimos el diodo. Significa que está polarizado en directo, los datos a
leer estarán en el primer cuadrante. Utilizamos la misma R del montaje anterior, pero
ojo, Vcc no puede pasar de 5V porque es muy probable que se queme algún
componente por exceso de corriente.
Al averiguar que componente se quemaría, se llenó la siguiente tabla:
Vcc 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Iz (mA) 0 8,20
mA
4,81
mA
11,6
mA
18,6
mA
25,6
mA
32,7
mA
34,7
mA
46,8
mA
53,9
mA
61mA
Vz(Vol) 0 -499
mV
-663
mV
-687
mV
-698
mV
-707
mV
-712
mV
-718
mV
-723
mV
-726
mV
-729
mV
 En 13V se quemó la resistencia.
En la primera tabla podemos observar como el voltaje después de superar el
valor del diodo se fue manteniendo mientras que la corriente se iba incrementando
infinitamente, mientras Vz se mantiene constante.
Y ahora, en la segunda tabla vemos como se quemó la resistencia debido a que
la corriente fue creciendo exponencialmente y también su potencia, haciendo que se
quemara la resistencia. Esto sucedió, debido a que la tensión se hizo lo suficientemente
grande por lo que alcanza un punto en que la corriente crece muy rápidamente con un
pequeño aumento de tensión.
5) DEFINA REGULADOR ZÉNER E INDIQUE LAS ECUACIONES DE
DISEÑO DE REGULADORES.
Un regulador con diodo Zéner ideal mantiene un voltaje predeterminado fijo a su
salida, sin importar las variaciones de voltaje en la fuente de alimentación y/o las
variaciones de corriente en la carga.
NOTA: En las fuentes de voltaje ideales (algunas utilizan, entre otros elementos
el diodo Zéner), el voltaje de salida no varía conforme varía la carga. Pero las fuentes no
son ideales y lo normal es que el voltaje de salida disminuya conforme la carga va
aumentado, o sea conforme la demanda de corriente de la carga aumente
PASOS PARA EL DISEÑO DE UN REGULADOR ZÉNER
A) Se calcula la resistencia de entrada del regulador Ri.
Se puede utilizar una de 2 condiciones:

14.  CONDICIÓN 1: Ri = (Vsmin – Vz ) / (Ilmax + Izmin).
 CONDICIÓN 2: Ri = (Vsmax – Vz ) / (Ilmin + Izmax).
B) Se determina el valor de Izmax y Izmin.
Izmin = 0.1 * Izmax (es decir, el 10 % de Iz max).
Izmax (máxima corriente del zener).
Izmin (mínima corriente del zener).
C) Se diseña el regulador. (comparar con la información del Savant, diseño
electrónico). Rs = Ri
Para este diseño debe conocerse como dato de entrada Vsmax y Vsmin, es decir
el rango de voltaje que manejara el regulador. De igual manera la corriente de carga
máxima y mínima (IL).
La potencia del regulador es: PZ = VZ * IZMAX. Y la de la resistencia de
entrada Ri es PR = Izmax + Izmin * (Vsmax – Vz).
6) ¿A QUÉ DENOMINAMOS RMAX Y RMIN EN UN REGULADOR
ZENER?
 Rmax = Es el valor máximo de la resistencia limitadora.
 Rmin = Es el valor mínimo de la resistencia limitadora.

15. LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I
PROYECTO 2
SIMULACIÓN: Comportamiento del Diodo Zéner y Rectificador de Onda
Completa.
1. ANÁLISIS DEL DIODO ZENER COMO COMPONENTE.
1. Dibujar en el simulador PROTEUS el siguiente circuito:
2. Ajustar los valores de Vi, proceda a simular y anote en la Tabla 1 los
valores de IZ y VZ (Z, de “zéner”: sentido inverso).
TABLA 1
Vi(V) 0 0.5 1 2.5 4 5.1 8 10
IZ(mA) 0 0 0 0 0 0.52 13 21.9
VZ(V) 0 0.5 1 2.5 4 4.99 5.13 5.19
3. Invertir el diodo, repita el paso 2, anote en la Tabla 2 los valores de IF y
VF (F, de “forward”: sentido directo).
TABLA 2
Vi(V) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.5 2
VI
0.5V
R1
220
DZ
1N4733A
+88.8
Volts
+88.8
mA
5.1V0-20Vdc
GND

16. IF(mA) 0 0.01 0.53 1.31 2.14 2.99 5.15 7.34
VF(V) 0 0.2 0.28 0.31 0.33 0.34 0.37 0.39
4. En el informe escrito dibujar la gráfica de las características Tensión-
Corriente, con los valores obtenidos en las Tablas 1 y 2. Escriba las
conclusiones.
Gráfica de la Región Polarizada Inversamente
Gráfica de la Región Polarizada Directamente
-5
0
5
10
15
20
25
0 1 2 3 4 5 6
Iz(mA)
Vz (v)
Gráfico 1
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
If(mA)
Vf (v)
Gráfico 2

17. Curva Característica del diodo Zener
En las gráficas del circuito 1, se pueden observar el comportamiento del
mismo tanto en la región de polarización inversa como en la región de
polarización directa.
Como es de esperarse, en la región de polarización inversa, el diodo no
conduce corriente en tanto la tensión de entrada Vi sea menor que la tensión del
Zener Vz, en esta situación, la tensión del diodo será igual a la tensión Vi.
Cuando la tensión Vi alcanza el valor de Vz, el diodo comenzara a conducir
corriente, manteniendo a su salida niveles muy similares de tensión ante
cualquier valor de tensión de entrada y actuara así como un regulador de tensión
o fuente DC con valor de regulación de aproximadamente Vz, en este caso 5.1V.
En contraste, los niveles de corriente presentaran variaciones importantes ante
cualquier variación de la tensión de entrada.
En el caso de la región de polarización directa, se puede observar que el
diodo Zener se comporta como un diodo convencional, conduciendo corriente
cuando el valor de voltaje presente en el ánodo es superior al valor de voltaje del
cátodo y comportándose como un circuito abierto en caso contrario. La tensión de
salida presentara una ligera caída de aproximadamente 0.7V.

18. 5. En el informe escrito dibuje la curva característica de un diodo Zener de
9V. Explique detalladamente las características.
Curva Característica del diodo Zener de 9V
En la siguiente grafica se puede ver la curva característica de un diodo
Zener de 9V. Al ser utilizado en su región de polarización inversa, el circuito se
comportará como un regulador de voltaje de 9V cuando la tensión de entrada en
el Zener sea superior a este valor, esto quiere decir que ante cualquier tensión de
entrada, la tensión de salida seguirá siendo aproximadamente igual a 9V en tanto
que la corriente si presentará variaciones importantes en su valor.
Por otra parte, el diodo se comporta como un diodo convencional en su
región de polarización directa, permitiendo la circulación de corriente cuando la
tensión aplicada al ánodo es superior a la tensión aplicada al cátodo y
comportándose como circuito abierto cuando esta tendencia se invierte

19. 2. ANÁLISIS DEL RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA I
1. Monte en el simulador PROTEUS el siguiente circuito
2. Coloque el Canal_1 (CH1) del osciloscopio virtual en paralelo a la
entrada Vi, y el Canal_2 (CH2) con la resistencia RL (Vo), ajuste los
controles, proceda a simular y dibuje la forma de onda, en Vi y Vo que
luego anexara en el informe escrito.
3. Dibuje el recorrido de la corriente en el puente rectificador en la
siguiente grafica para el ½ ciclo positivo.
TR1
TRAN-2P2S
BR1
1N4007 X 4
R1
120
Vo
Vac
N1 : N2
Vi

20. 3. ANÁLISIS DEL RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA II.
1. Dibuje en el simulador PROTEUS el siguiente circuito
2. Coloque el Canal_1 (CH1) del osciloscopio virtual en paralelo a la
entrada Vi, y el Canal_2 (CH2) con la resistencia RL (Vo), ajuste los
controles, proceda a simular y dibuje la forma de onda, en Vi y Vo que
luego anexara en el informe escrito.
Vac
Vi
RL
120
BR1
DF10M
Vo
Vac
N1 : N2
Vi RL
100
D1
1N4007
D2
1N4007
TR1
TRAN-2P3S

21. 3. Establezca un cuadro comparativo de: Diferencias, Similitudes,
Ventajas y Desventajas, en cuanto al análisis del rectificador de onda
completa I y II.
Rectificador I Rectificador II
Similitudes  Ambos transfieren energía de entrada a la salida durante
ambas mitades del ciclo de entrada
Diferencias  El Rectificador I emplea 4 diodos para cumplir su labor
mientras que el Rectificador II emplea solo 2 diodos
 El Rectificador I presenta una caída de tensión mayor (el
doble) que la del Rectificador II, ya que en cada semiciclo
en el Recficador I conducen 2 diodos mientras en el
Rectificador II conduce 1 solo diodo
Ventajas  Evita la magnetización del
núcleo del transformador
 No requiere de
transformación con
derivación central
 Solo se hace necesaria la
mitad del numero de
 No se produce
magnetización neta
permanente
 El punto medio del
secundario puede
utilizarse como masa
circuital común entre el

22. vueltas para el devanado
secundario
secundario y la carga
Desventajas  Si una terminal de la
fuente se conecta a tierra,
ninguna terminal de la
resistencia de carga
puede aterrizarse
 Requiere transformador
con derivación central
4. DISEÑO
1. Diseñe un Regulador de Voltaje con un Diodo Zener, simule en la
herramienta PROTEUS, verifique el correcto funcionamiento, luego
cambie el Zener por un I.C. (Circuito Integrado) Regulador y establezca
la comparación.
LABORATORIO
1. Identifica en el siguiente esquema y nombra los elementos que intervienen
en la etapa de:
 Entrada.
 Reducción de tensión.
 Rectificación.
 Filtrado.
 Regulación.
 Salida.
Entrada: El elemento que interviene en la etapa de entrada es la fuente de
tensión AC de 120 Vac.
Vac
N1 : N2
Vi
R1
167.22
TR1
TRAN-2P3S
C1
2.74mF
R2
155
D5
1N4733A
D6
LED-RED
BR1
DF10M

23. Reducción de tensión: El elemento que interviene en la etapa de reducción de
tensión es el transformador T el cual atenúa la señal AC de 120 Vac a 12 Vac.
Rectificación: El elemento que interviene en la etapa de rectificación es el
puente rectificador DF10M.
Filtrado: el elemento que interviene en la etapa de filtrado es el capacitor C1, el
cual se encarga de reducir los rizos de salida del puente rectificador.
Regulación: Los elementos que intervienen en la etapa de regulación son la
resistencia R1 y el diodo Zener, que al trabajar con la configuración mostrada
(polarización inversa) funcionara como un regulador de voltaje igual a 5.1V.
Salida: los elementos que intervienen en la etapa de salida son la resistencia R2
y el diodo LED.
2. Haga los cálculos para el condensador C1 y las resistencias R1 y R2.
Para calcular R2, se debe utilizar la información de la hoja de datos del
LED Rojo TLSU114P donde podemos observar que el dispositivo tiene una caída
de tensión típica de 2V cuando sobre el circula una corriente de 20mA, en tanto la
tensión del diodo zener utilizado es de 5.1V. De esta manera, el valor de
resistencia R2 vendrá dado por la siguiente ecuación:
𝑅2 =
𝑉𝑧 − 𝑉𝑙𝑒𝑑
𝐼𝐿
𝑅2 =
5.1 − 2
20𝑚
𝑅2 = 155 𝛺
Por otra parte, podemos ver en el datasheet que la corriente máxima y
mínima de operación del diodo LED es de 30mA y 10mA respectivamente, con lo
cual podemos utilizar estas corrientes como ILmax e ILmin.
Podemos calcular Izmax empleando la siguiente fórmula:

24. 𝐼𝑧𝑚𝑎𝑥 =
ILmin ∗ ( 𝑉𝑧 − 𝑉𝑠𝑚𝑖𝑛) + 𝐼𝐿𝑚𝑎𝑥 ∗ (𝑉𝑠𝑚𝑎𝑥 − 𝑉𝑧)
𝑉𝑠𝑚𝑖𝑛 − 0.9 ∗ 𝑉𝑧 − 0.1 ∗ 𝑉𝑠𝑚𝑎𝑥
Considerando que el voltaje a la salida del transformador será una
sinusoidal con amplitud de 12V, luego pasara por el puente rectificador donde se
rectificara y sufrirá una caída de tensión de 1.4V (0.7 por cada uno de los dos
diodos que conducen en cada semiciclo) y finalmente pasa por una etapa de
filtrado donde consideraremos en este diseño un valor de rizo de 0.1V, tendremos
que Vsmax y Vsmin tendrán valores de 10.6V y 10.5V respectivamente.
𝐼𝑧𝑚𝑎𝑥 =
10𝑚 ∗ (5.1 − 10.5) + 30𝑚 ∗ (10.6 − 5.1)
10.5 − 0.9 ∗ 5.1 − 0.1 ∗ 10.6
𝐼𝑧𝑚𝑎𝑥 =
10𝑚 ∗ (5.1 − 10.5) + 30𝑚 ∗ (10.6 − 5.1)
10.5 − 0.9 ∗ 5.1 − 0.1 ∗ 10.6
𝐼𝑧𝑚𝑎𝑥 = 22.89 𝑚𝐴
Procedemos a calcular R1 de la siguiente manera:
𝑅1 =
𝑉𝑠𝑚𝑎𝑥 − 𝑉𝑧
𝐼𝐿𝑚𝑖𝑛 + 𝐼𝑧𝑚𝑎𝑥
𝑅1 =
10.6 − 5.1
10𝑚 + 22.89𝑚
𝑅1 = 167.22 𝛺
La ecuación para el cálculo de la capacitancia en el condensador C1 viene
dada por:
𝐶1 =
𝑉𝑠𝑚𝑎𝑥 − 𝑉𝑧
𝛥𝑉 ∗ 𝑓𝑝 ∗ 𝑅1
Tomando en cuenta que la frecuencia fp es el número de pulsos por
segundo que a su vez es dos veces la frecuencia de la señal de entrada, es decir
120 Hz, tendremos que:

25. 𝐶1 =
10.6 − 5.1
120 ∗ 0.1 ∗ 167.22
𝐶1 = 2.74 𝑚𝐹
3. Con la ayuda del osciloscopio, visualice la forma de onda en el zener.
¿Cuál es su interpretación?
En la simulación se puede observar como la tensión en el diodo Zener
(señal azul) fue transformada de una forma de onda AC sinusoidal a una onda
continua o DC como consecuencia de un proceso de rectificación y filtrado
llevados a cabo en el puente de diodos y el capacitor. Esta señal luego es
regulada al valor de voltaje deseado que es aproximadamente igual a Vz.
4. ¿Cuál es el voltaje de salida en el zener?
5.12Vdc
5. Dibuja el esquema reemplazando el Zener por el IC LM7805 (regulador).

26. 6. Monte el circuito, repita los puntos 3 y 4 y compárelo con el circuito del
Zener, establezca un cuadro de diferencias y similitudes.
En la simulación se puede observar como la tensión a la salida del
regulador (señal azul) fue transformada de una forma de onda AC sinusoidal a
una onda continua o DC como consecuencia de un proceso de rectificación y
filtrado llevados a cabo en el puente de diodos y el capacitor que luego son
inyectados como onda de entrada en el regulador y este finalmente se encarga
de llevar a la salida el nivel de voltaje deseado.
¿Cuál es el voltaje de salida en el regulador?
5Vdc.
Semejanzas y diferencias entre el circuito con diodo Zener y el circuito con
regulador LM7805.
Vac
N1 : N2
Vi
R1
167.22
TR1
TRAN-2P3S
C1
2.74mF
R2
155
D6
LED-RED
VI
1
VO
3
GND
2
U1
7805
C2
0.33uF
C3
0.1uF
BR1
DF10M

27. LM7805 y Zener 1N4733A
Semejanzas  Ambos pueden emplearse como regulador de voltaje de 5V
cuando el voltaje de entrada es mayor de 5V
 Su voltaje de salida cae por debajo de 5V cuando la tensión
de entrada es inferior a 5V
 En ambos casos los voltajes y corrientes de la fuente y la
carga pueden variar ampliamente pero el voltaje a la salida
siempre se mantendrá constante
Diferencias  El voltaje de entrada al LM7805 debe ser al menos de 8V
para que el regulador entregue 5V a la salida, mientras que
en el Zéner el voltaje de entrada no debe ser tan distinto
para que actué como regulador
 El LM7805 requiere capacitores de acople a la entrada y a
la salida, mientras el diodo zéner no los requiere
 El LM7805 mantiene un valor de voltaje a la salida fijo para
valores de entrada superiores a 8V mientras el voltaje de
salida del Zéner presenta ligeras variaciones (en el orden
de unos pocos miliamperes) cuando la tensión aplicada a la
entrada varía.