Neste projeto, busca-se projetar uma fonte de tensão ajustável entre 3v e 12v, com uma corrente de 100mA. Ela deve ser capaz de receber uma corrente alternada de tensão eficaz de 127v e fornecer uma corrente contínua.
| Nome do Componente | Especificação | Preço |
|---|---|---|
| Capacitor Eletrolítico | 470uF / 25V | R$ 0,35 |
| Capacitor Eletrolítico | 1000uF / 25V | R$ 0,90 |
| Diodo Zener BZX55C | 13V / 0.5W | R$ 0,08 |
| Led Difuso Amarelo | 5mm | R$ 0,30 |
| Potenciômetro Linear | 5kΩ | R$ 1,99 |
| Resistor | 1kΩ / 0.5W | R$ 0,14 |
| Resistor | 2kΩ / 0.5W | R$ 0,14 |
| Resistor | 120Ω / 2W | R$ 0,38 |
| Resistor | 470Ω / 2W | R$ 0,38 |
| Transistor NPN | 100v / 6A | R$ 2,90 |
| Transformador | 15v / 800mA | R$ 38,99 |
| Ponte Retificadora | 1000v / 10A | R$ 3,67 |
- Esse componente pode ser feito com 4 diodos, porém é mais fácil comprá-lo pronto. Sua função é garantir que a corrente apenas flua em um sentido. Ela segue sendo alternada, porém não 'desce' abaixo do 'zero'.
- No gráfico, ela funciona como se fosse um módulo. Ou seja, quando aplicada em uma corrente alternada (senoide), ela 'joga' os pontos 'negativos' para o 'positivo'.
- O capacitor serve para armazenar temporariamente uma certa carga durante um periodo de auta crescente da tensão e descarrega no período subsequente. Assim, ele serve para "atenuar" a queda da tensão, mantendo a tensão máxima inalterada, porém elevando a tensão máxima.
- Idealmente, se previa um capacitor com uma capacitância de aproximadamente 1,4 mF, que se trata de um valor comercial segundo o Falstad. Entretanto, por ser difício de encontrar, um bom substituto são dois capacitores ligados em paralelo de 1mF e 470uF (listados acima).
- Serve para 'filtrar' o excesso de corrente. Escolhe-se um valor abaixo da tensão mínima no ponto C (considerando o capacitor) para assim eliminar ou mitigar o ripple - isto é, tornar a corrente de fato contínua.
- A potência máxima do diodo zener escolhido é bem mais elevada do que o necessário segundo os cáculos (0.5w > 0.0137W), o que garante uma margem de segurança agradável.
- Apenas serve para indicar a passagem de corrente para o usuário. Se trata de um componente facultativo.
- Serve para regular a voltagem que passará pelo transistor. Dessa forma, é possível ajustar a tensão de acordo com o dispositivo conectado (entre 3v e 12v).
- Servem para limitar a quantidade de corrente que passam pelo circuito.
- Os valores das resistencias foram aproximados para valores comerciais. Entretanto, estes resistores ainda são um pouco difíceis de se achar. Assim, uma alternativa e comprar resistores mains comuns e assossia-los de modo que a resistência equivalente seja aproximadamente igual ao modelo inicialmente planejado.
- (1.8k ≅ 1k + 0.5k), (2.2k ≅ 2k).
- Serve para ajustar de fato a corrente que será alimentada ao dispositivo. Ele aplifica a corrente sem exigir que uma grande corrente passe pelo resistor ligado ao zener.
- É a resposta para: como é possível ter um resistor grande o suficiente para evitar que o zener queime e pequeno o bastante para alimentar o dispositivo com a corrente necessária? Simples, com um transistor NPN.
- Um 'defeito' natural desse tipo de transistor é que ele não pode passar mais tensão do que a tensão da base - 0.7. Porém, nesse caso, isso é uma vantagem, pois mesmo com uma corrente muito pequena, a base do transistor será capaz de estabelecer uma tensão máxima.
Note que o resistor R5 não faz parte do circuito, pois ele apenas representa a resistência do dispositivo que será conectado à fonte.
É importante escolher componentes que suportem as potências máximas previstas (e um pouco mais, por segurança).
- Como algumas das peças escolhidas são mais difícies de se encontrar, o seguinte circuito no Falstad serve como uma alternativa ao primeiro com valores mais aproximados. Vale destacar que é bem melhor usar o valor 1.5kΩ ao invés de 2kΩ para o resistor do zenner (embora isso signifique ter que comprar um valor diferente dos demais resistores). Note que a resistência 1.500 pode ser alcançada aproximadamente com dois resistores em serie, um de 1kΩ e outro de 470Ω (valores comerciais e comuns).
- Os capacitores em serie tem sua capacitância somada na capacitância equivalente.
Imagem não invertida.
Obs: Note que, nesta versão, o circuito está invertida, pois essa versão, após ser imprimida, objetiva ser referência ao se fazer a parte de baixo do circuito.
Bernardo Maia Coelho, aluno do curso de Bacharelado de Ciências de Computação do Instituto De Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC - USP).
Eduardo do Valle Simoes