Duas maneiras de reduzir um sistema de 12 volts para 4 volts são usar divisores de tensão ou diodos Zener.

Os divisores de tensão são feitos de resistores colocados em série. A tensão de entrada é dividida em uma saída que depende do valor dos resistores usados. Eles obedecem à Lei de Ohm, onde a tensão é proporcional à corrente com a resistência como constante de proporcionalidade.

Os diodos Zener são diodos que funcionam como fontes CC quando são polarizados reversamente ou colocados para trás em circuitos. Eles devem ser usados ​​com um resistor limitador de corrente para permanecer dentro dos requisitos de energia do fabricante.

Divisor de tensão

Estude a Lei de Ohm para resistores em série. Eles são usados ​​como divisores de tensão. A equação para uma muito básica com dois resistores é Vout = Vin * (R2 /(R1 + R2)), onde a tensão de saída desejada é medida sobre R2.

Construa um divisor de tensão que produza 4 volts. Anexar o lado positivo da fonte de 12 volts para um lado de 660-ohm o resistor, que é R1. Conecte sua extremidade livre a um lado do resistor de 330 ohm, que é R2. Terminal restante do fio R2 para o lado negativo da fonte de alimentação.

Coloque o multímetro em uma configuração de tensão CC. Meça a tensão de saída no R2. Alternativamente, meça a saída entre os dois resistores conectando um fio e colocando uma sonda nele e o outro em um fio no chão. A saída deve ser de aproximadamente 4 volts.

Regulador de diodo Zener

Revise as especificações e as fórmulas de resistência e potência para o diodo 1N4731A. Ele gera uma saída estável de 4,3 volts e uma potência nominal de 1 watt. Também possui uma corrente máxima de Izm de 1 W /4,3 V = 233 mA. A corrente máxima Zener usando o resistor de 330 ohm é (Vin - Vout) /R = 12 V - 4.3 V /330 ohm = 23 mA. Isso está dentro de Izm e também dentro da classificação de energia do diodo, já que P = IV = 23 mA * 4,3 V = 100 mW.

Construa um circuito com o diodo Zener e o resistor de 330 ohm em série. Anexar o lado positivo da fonte de energia de 12 volts para um lado do resistor. Conecte a outra extremidade do resistor ao lado polarizado reverso do diodo Zener, que é o lado indicado por uma marca. Conecte o terminal de diodo restante ao lado negativo da fonte de 12 volts.

Meça a tensão através do diodo, colocando uma ponta de multímetro em cada terminal. Ele deve ler aproximadamente 4,3 volts.

Dica

O diodo Zener pode ser emparelhado com um circuito seguidor emissor de op-amp se for necessária uma corrente de saída maior.

Estes cálculos não inclua a resistência Zener, que é importante para medições de precisão.

Aviso

O Zener deve ser polarizado reversamente, senão ele se comportará como um diodo de silício regular.

Semicondutores são dispositivos sensíveis. Certifique-se de não exceder as classificações de potência, corrente e temperatura especificadas pelo fabricante.

Sempre tenha cuidado ao construir circuitos elétricos para evitar queimar-se ou danificar seu equipamento.