Tre domandine (partitore e diodi)...

[Roberto]

Ciao a tutti!

Studiandomi un po' di elettronica, che trovo sempre più interessante, mi
sono venute in mente tre domandine la cui risposta non mi è riuscita di
trovarla su internet... Spero mi possiate aiutare.

1)
In un partitore di tensione formato da due resistenze in serie R1 e R2 ho
capito come calcolare la tensione ai capi di R2, ovvero V2 = Vgen * R2 /
(R1+R2) e fin qui tutto bene...
Ma per trovare la tensione ai capi di R1?! Semplicemente V = R1 * I? Oppure
la formula è V1 = Vgen * R1 / (R1+R2)?!

2)
Leggendo dei diodi zener usati come stabilizzatori di tensione, non ho
capito bene una cosa... ovvero, prendendo un diodo zener da 5V, per esempio,
lui mi manda a massa la tensione in eccesso ai 5V?
Cioè... se lo collego in serie ad una batteria da 12V, ai capi del diodo
otterrò 5V potendolo, quindi, usare come riduttore di tensione per
alimentare un circuito da 5V con una batteria da 12, per esempio? O è la
resistenza messa in serie al diodo che mi abbassa la corrente?!

3)
Ho letto che i diodi al silicio danno una caduta di tensione di circa
0,7V... in un datasheet di un diodo che ho prelevato da un alimentatore ATX
rotto (diodo PR1003) ho letto "Forward voltage drop @ I(F) = 1.0A" con
valore 1,2V...
NB: I(F) leggasi "I di F" o "I con F", insomma, ci siamo capiti, ho messo le
parentesi non potendo usare il pedice...
Ho guardato il grafico "V(F) Instantaneus Forward Voltage (V)" dove c'è una
curva che da circa 0.65V a 0.01A arriva a circa 1,23V a 10A... Non ho ben
capito se questo "Forward voltage drop" è la caduta di tensione di questo
diodo (invece che 0,7 standard dei diodi al silicio) oppure se devo tener
conto di quella minima del grafico (0.65V che più o meno sono 0,7V
tipici)... aiuto?

Grazie mille,
come vedete, per chi ha già risposto ad altre mie domande in passato, sto
cercando di studiare ed imparare pian piano! :)

Roberto.

[Marco Trapanese]

Post by Roberto
1)
In un partitore di tensione formato da due resistenze in serie R1 e R2 ho
capito come calcolare la tensione ai capi di R2, ovvero V2 = Vgen * R2 /
(R1+R2) e fin qui tutto bene...
Ma per trovare la tensione ai capi di R1?! Semplicemente V = R1 * I? Oppure
la formula è V1 = Vgen * R1 / (R1+R2)?!

Le due formule sono identiche.
I = Vgen / (R1+R2)
V1 = R1 * I = Vgen * R1 / (R1+R2)

Post by Roberto
2)
Leggendo dei diodi zener usati come stabilizzatori di tensione, non ho
capito bene una cosa... ovvero, prendendo un diodo zener da 5V, per esempio,
lui mi manda a massa la tensione in eccesso ai 5V?
Cioè... se lo collego in serie ad una batteria da 12V, ai capi del diodo
otterrò 5V potendolo, quindi, usare come riduttore di tensione per
alimentare un circuito da 5V con una batteria da 12, per esempio? O è la
resistenza messa in serie al diodo che mi abbassa la corrente?!

Anzitutto una tensione non "va" a massa.
Il diodo zener puoi vederlo come un circuito aperto (quindi come non
collegato) fino a che la tensione inversa ai suoi capi non supera la sua
tensione di soglia, nel tuo esempio 5V. Inversa significa che il ramo
positivo sarà collegato al catodo mentre il ramo di 0V all'anodo.

Quando la tensione ai suoi capi supera i 5V si comporta come un
generatore di tensione proprio di 5V. Non è quindi possibile collegarlo
direttamente a un generatore di 12V, ma occorre inserire una resistenza
in serie.

Quando il diodo conduce ai suoi capi ci saranno 5V, ma il generatore ne
ha 12 ai morsetti... Questo significa che sulla resistenza cadranno
12V-5V = 7V, e sarà attraversata da una corrente I=7V/R.

Post by Roberto
3)
Ho letto che i diodi al silicio danno una caduta di tensione di circa
0,7V... in un datasheet di un diodo che ho prelevato da un alimentatore ATX
valore 1,2V...
NB: I(F) leggasi "I di F" o "I con F", insomma, ci siamo capiti, ho messo le
parentesi non potendo usare il pedice...
Ho guardato il grafico "V(F) Instantaneus Forward Voltage (V)" dove c'è una
curva che da circa 0.65V a 0.01A arriva a circa 1,23V a 10A... Non ho ben
capito se questo "Forward voltage drop" è la caduta di tensione di questo
diodo (invece che 0,7 standard dei diodi al silicio) oppure se devo tener
conto di quella minima del grafico (0.65V che più o meno sono 0,7V
tipici)... aiuto?

Il valore di 0,7V è un valore comodo per fare i conti al volo. Come
avrai visto la caratteristica I/V è un'esponenziale (considera il primo
quadrante) ciò significa che non si ha una transizione netta tra le due
zone di funzionamento del diodo. Il "ginocchio" della curva è appunto
intorno agli 0,7V ma questa è un'approssimazione e soprattutto è valida
per piccole correnti. Come hai già notato, aumentando la corrente
aumenta - anche se di poco - la tensione ai capi del diodo.

Ciao
Marco / iw2nzm

[Roberto]

Ciao!

Grazie per le risposte!

Post by Marco Trapanese
Le due formule sono identiche.
I = Vgen / (R1+R2)
V1 = R1 * I = Vgen * R1 / (R1+R2)

Quindi avevo indovinato la seconda ipotesi! :)

Post by Marco Trapanese
Anzitutto una tensione non "va" a massa.

Ok... in effetti forse un segnale va a massa... dire che la tensione va a
massa è un controsenso in quanto se non ci fosse la "massa" non ci sarebbe
tensione (intendo con "massa" il potenziale a zero).

Post by Marco Trapanese
Il diodo zener puoi vederlo come un circuito aperto (quindi come non
collegato) fino a che la tensione inversa ai suoi capi non supera la sua
tensione di soglia, nel tuo esempio 5V. Inversa significa che il ramo
positivo sarà collegato al catodo mentre il ramo di 0V all'anodo.

Sì, questo l'ho studiato! :)

Post by Marco Trapanese
Quando la tensione ai suoi capi supera i 5V si comporta come un generatore
di tensione proprio di 5V. Non è quindi possibile collegarlo direttamente
a un generatore di 12V, ma occorre inserire una resistenza in serie.

Ok, quindi la resistenza riduce la tensione a 5V e il diodo... che fa nella
pratica? Evita i sovraccarichi?

Grazie,
Roberto.

[Marco Trapanese]

Post by Roberto
Ok... in effetti forse un segnale va a massa... dire che la tensione va a
massa è un controsenso in quanto se non ci fosse la "massa" non ci sarebbe
tensione (intendo con "massa" il potenziale a zero).

Diciamo allora che la tensione non "va". :)
Una tensione è *presente* tra due punti del circuito, non si sposta. La
corrente invece *scorre* nei rami.

Post by Roberto
Ok, quindi la resistenza riduce la tensione a 5V e il diodo... che fa nella
pratica? Evita i sovraccarichi?

La resistenza non riduce la tensione. Come ho detto nell'altro post,
sulla resistenza cade una tensione pari alla differenza tra quella del
generatore e quella del diodo (supposto in conduzione). Il motivo per
cui sulla resistenza c'è questa tensione è formalizzato dalle leggi di
Kirchhoff. Ma anche intuitivamente se il generatore forza 12V e il diodo
ne forza 5V allora i 7V di differenza dovranno essere ricercati sulla
resistenza. Se non vi fosse la corrente che dovrebbe scorrere nel diodo
sarebbe enorme: teoricamente dovresti pensare di estrapolare la
caratteristica I/V fino a che la tensione raggiunga i 12V.... nella
realtà hai la rottura della giunzione quasi istantanea.


Per quanto riguarda le applicazioni, gli zener sono spesso usati per
limitare (clamp) la tensione, come protezione. In questo caso
intervengono solo quanto è necessario. Puoi anche usarli per creare dei
semplici alimentatori stabilizzati: qui invece sono sempre polarizzati,
in modo da fornire al carico una tensione costante.

Ciao
Marco / iw2nzm

[b***@libero.it]

Post by Roberto
1)
In un partitore di tensione formato da due resistenze in serie R1 e R2 ho
capito come calcolare la tensione ai capi di R2, ovvero V2 = Vgen * R2 /
(R1+R2) e fin qui tutto bene...
Ma per trovare la tensione ai capi di R1?! Semplicemente V = R1 * I? Oppure
la formula è V1 = Vgen * R1 / (R1+R2)?!

R2 / (R1+R2) è una proprzione(?), non ha senso complicare le cose
imparando formule a pappagalo il sistema piu' semplice è :

Calcolare che corrente scorre con la legge di ohm (l'unica che ti
serve) quindi R1+R2 = Rx , I = V/Rx

V1= I * R1
V2= I * R2

Post by Roberto
2)
Leggendo dei diodi zener usati come stabilizzatori di tensione, non ho
capito bene una cosa... ovvero, prendendo un diodo zener da 5V, per esempio,
lui mi manda a massa la tensione in eccesso ai 5V?
Cioè... se lo collego in serie ad una batteria da 12V, ai capi del diodo
otterrò 5V potendolo, quindi, usare come riduttore di tensione per
alimentare un circuito da 5V con una batteria da 12, per esempio? O è la
resistenza messa in serie al diodo che mi abbassa la corrente?!

Oltre i 5V inizia a condurre mandando a massa la tensione in eccesso :
CORTOCIRCUITO , quindi se non inserisci la resistenza che limita la
corrente fondi il diodo, possiamo paragonare lo zener ai bordi di una
diga alta 5m finche l'acqua è sotto i 5m tutto ok, se dalla montagna
arriva troppa acqua il livello resta 5m ma l'acqua in eccesso sborda,
se non usi qualcosa che limiti (strozzi)l'acqua che viene dalla
montagna alluvioni tutto e la diga si sfonda .
La resistenza devi calcolarla in modo da sommare la corrente che ti
serve piu' la corrente minima per fare sbordare un po' di acqua per
essere sicuro che il livelo sia di 5m.
Se il tuo circuito assorbe 100mA devi calcolare 20mA(dipende) di
"sbordamento" oltre il livello di 5V, quindi dovendo "consumare"
7V(12V-5V) ai capi della resistenza ci saranno 7V con 120mA , R=V/I =
7 / 0.120 = 58 ohm (sempre legge di ohm)
La potenza sara' V * I = 7 * 0.120 = 0.84W (da maggiorare altrimenti
si cuoce e dura poco).
La potenza dello zener ? dipende se il tuo circuito assorbe 100ma
fissi o varia assorbimento, magari da 100mA cala a 40mA.
Dove vanno i 60mA in meno ? se li assorbe lo zener, che continua a
avere i 5V di livello ma lo sbordamento dell'acqua in eccesso puo'
bruciarlo, calcoli il massimo dello "sbordamento" 60 + 20 = 80mA,
Potenza = 5V * 0.080A = 0.4W = zener da 1W(altrimenti scalda troppo e
si brucera' col tempo)

Post by Roberto
3)
Ho letto che i diodi al silicio danno una caduta di tensione di circa
0,7V... in un datasheet di un diodo che ho prelevato da un alimentatore ATX
valore 1,2V...
NB: I(F) leggasi "I di F" o "I con F", insomma, ci siamo capiti, ho messo le
parentesi non potendo usare il pedice...
Ho guardato il grafico "V(F) Instantaneus Forward Voltage (V)" dove c'è una
curva che da circa 0.65V a 0.01A arriva a circa 1,23V a 10A... Non ho ben
capito se questo "Forward voltage drop" è la caduta di tensione di questo
diodo (invece che 0,7 standard dei diodi al silicio) oppure se devo tener
conto di quella minima del grafico (0.65V che più o meno sono 0,7V
tipici)... aiuto?

In realta' i diodi ideali non esistono, anche nei diodi normali la
caduta di tensione varia aumentando la corrente che li attraversa ,
mentre nelle resistenze con cento volte la corrente la tensione di
caduta aumenta di cento volte il tuo diodo aumenta di solo
1.23-0.65=0.58V la resistenza avrebbe raggiunto 0.65*100=65V!!!!!!
Sapendo la corrente a cui lo fai funzionare sai quanta tensione devi
"buttare".

Post by Roberto
Grazie mille,
come vedete, per chi ha già risposto ad altre mie domande in passato, sto
cercando di studiare ed imparare pian piano! :)
Roberto.

La cosa migliore è prendere lo stagnatore e metterti a fare
esperimenti, vedrai come ti resta tutto in mente.

mandi

[Roberto]

Ciao,

grazie per le risposte!

Ma non ho capito bene una cosa sullo zener, allora... lo zener non "riduce"
la tensione?
Cioè, se io ho 12V e voglio alimentare una lampadina da 5V, se ho capito
qualcosa (probabilmente no) dovrei mettere in serie una resistenza R = (12 -
5) / I dove I è la corrente assorbita dalla lampadina. No?
Ora, credo di aver ridotto la tensione a 5V facendo così, no? Quindi sulla R
cadono 7V giusto?
La R mi ha ridotto la tensione a 5V, no?
Ora se mi arriva tensione, invece, a 20V, sulla R cadono 7V e sulla
lampadina ora ce ne sono 13?
Se invece uso uno zener da 5V con la sua resistenza in serie da tot ohm, nel
caso abbia una tensione a 20V interviene senza far cadere sulla lampadina
13V ma cortocircuita 13-5 = 8V e lascia passare i soli 5V richiesti?
I ragionamenti sono corretti?

Quindi lo zener è usato per evitare improvvisi sbalzi in aumento di
tensione?

Post by b***@libero.it
La cosa migliore è prendere lo stagnatore e metterti a fare
esperimenti, vedrai come ti resta tutto in mente.

Lo so e mi ci diverto! L'unica cosa è che non ho molti componenti alla
mano... conosci qualche kit su internet dove trovare un bel po' di
resistenze e qualche elettrolitico?

Grazie,
Roberto.

[b***@libero.it]

Post by Roberto
Ciao,
grazie per le risposte!
Ma non ho capito bene una cosa sullo zener, allora... lo zener non "riduce"
la tensione?
Cioè, se io ho 12V e voglio alimentare una lampadina da 5V, se ho capito
qualcosa (probabilmente no) dovrei mettere in serie una resistenza R = (12 -
5) / I dove I è la corrente assorbita dalla lampadina. No?
Ora, credo di aver ridotto la tensione a 5V facendo così, no? Quindi sulla R
cadono 7V giusto?
La R mi ha ridotto la tensione a 5V, no?

Si, quindi in questo caso lo zener non ti serve !

Post by Roberto
Ora se mi arriva tensione, invece, a 20V, sulla R cadono 7V e sulla
lampadina ora ce ne sono 13?

NO ai capi dello zener (che è in parallelo alla lampadina) ci saranno
sempre 5V, perche aumentando la tensione aumentera' la corrente e lo
zener se la assorbe, quindi attraverso la resistenza circolera' piu'
corrente per cui V = R x I e ai capi della resistenza ci saranno 15V

Post by Roberto
Se invece uso uno zener da 5V con la sua resistenza in serie da tot ohm, nel
caso abbia una tensione a 20V interviene senza far cadere sulla lampadina
13V ma cortocircuita 13-5 = 8V e lascia passare i soli 5V richiesti?
I ragionamenti sono corretti?

No, vedi sopra

Post by Roberto
Quindi lo zener è usato per evitare improvvisi sbalzi in aumento di
tensione?

YES

Post by Roberto

Post by b***@libero.it
La cosa migliore è prendere lo stagnatore e metterti a fare
esperimenti, vedrai come ti resta tutto in mente.

Lo so e mi ci diverto! L'unica cosa è che non ho molti componenti alla
mano... conosci qualche kit su internet dove trovare un bel po' di
resistenze e qualche elettrolitico?
Grazie,
Roberto.

Vedi dai parenti o amici se hanno televisori o altro da buttare,
quanti ne ho smontati pezzo per pezzo, poi ho messo diodi , resistenze
divise per 3'colore (gli zeri), trimmer, ecc. nelle scatoline delle
saponette.
Oppure nelle fiere dell'elettronica vendono sacchetti misti per pochi
euro.

mandi

[Roberto]

Ciao!

Post by b***@libero.it

Post by Roberto
Ora se mi arriva tensione, invece, a 20V, sulla R cadono 7V e sulla
lampadina ora ce ne sono 13?

NO ai capi dello zener (che è in parallelo alla lampadina) ci saranno
sempre 5V, perche aumentando la tensione aumentera' la corrente e lo
zener se la assorbe, quindi attraverso la resistenza circolera' piu'
corrente per cui V = R x I e ai capi della resistenza ci saranno 15V

Io intendevo dire nel caso in cui NON ci fosse lo zener! Quindi, se per
caso, arriva un picco di 20V (senza zener, con la sola resistenza), sulla
resistenza cadono i soliti 7V e sulla lampadina 13?
E questo che non capisco bene, cioè quando, variando una cosa, cambiano le
altre! Ovvero, con questo "picco" cambierà la tensione sulla resistenza,
sulla lampadina o entrambe?!

Post by b***@libero.it

Post by Roberto
Se invece uso uno zener da 5V con la sua resistenza in serie da tot ohm, nel
caso abbia una tensione a 20V interviene senza far cadere sulla lampadina
13V ma cortocircuita 13-5 = 8V e lascia passare i soli 5V richiesti?
I ragionamenti sono corretti?

No, vedi sopra

In effetti rileggendo il mio ragionamento vedo da me che ho sbagliato, se ai
capi dello zener ci sono 5V per forza di cose sulla resistenza devono cadere
15V! :)

Post by b***@libero.it
Vedi dai parenti o amici se hanno televisori o altro da buttare,
quanti ne ho smontati pezzo per pezzo, poi ho messo diodi , resistenze
divise per 3'colore (gli zeri), trimmer, ecc. nelle scatoline delle
saponette.

Qualcosa ho recuperato da qualche alimentatore, ecc... più ho comprato un
kit di componenti elettronici alla cieca nel quale speravo ci fossero
parecchie resistenze e condensatori vari e, invece, ho trovato molti troiai
(addirittura auricolari e caricabatterie per telefonini del medioevo) con
condensatori tutti sopra i 100V in poliestere e nessuna resistenza, sigh! :(
Il problema di ricavare i componenti tipo resistenze e condensatori dai
circuiti è che i pin sono già tagliati e quindi molto corti! :(

Grazie,
Roberto.

[b***@libero.it]

Post by Roberto
Io intendevo dire nel caso in cui NON ci fosse lo zener! Quindi, se per
caso, arriva un picco di 20V (senza zener, con la sola resistenza), sulla
resistenza cadono i soliti 7V e sulla lampadina 13?
E questo che non capisco bene, cioè quando, variando una cosa, cambiano le
altre! Ovvero, con questo "picco" cambierà la tensione sulla resistenza,
sulla lampadina o entrambe?!

Me ne sono accorto dopo aver scritto cosa intendevi, se la corrente
raddoppia raddoppia i proporzione anche la tensione.
Quindi:
Scopriamo che resistenza ha la lampadina, misuriamo 10 ohm, se
funziona a 5V la corrente che circola è 5 / 10 = 0.5A
Se la resistenza deve fare cadere 7V l'abbiamo messa da R = V / I =
7 / .5 = 14 ohm

Se la tensione aumenta a 20V la NUOVA corrente che circolera' è :
10ohmlamp + 14ohmres = 24ohm , I = V / R = 20 / 24 = 0.833A
Ai capi di lampadina avremo V = R x I = 10 x 0.833 = 8.33V
Ai capi di resistenza avremo V = R x I = 14 x 0.833 = 11.66V
Infatti Vlamp + Vres = 8.33 + 11.66 = 20V

Post by Roberto
Qualcosa ho recuperato da qualche alimentatore, ecc... più ho comprato un
kit di componenti elettronici alla cieca nel quale speravo ci fossero
parecchie resistenze e condensatori vari e, invece, ho trovato molti troiai
(addirittura auricolari e caricabatterie per telefonini del medioevo) con
condensatori tutti sopra i 100V in poliestere e nessuna resistenza, sigh! :(
Il problema di ricavare i componenti tipo resistenze e condensatori dai
circuiti è che i pin sono già tagliati e quindi molto corti! :(

Sono corti ma giusti,tanto devi rimetterli su uno stampato, alle fiere
puoi scegliere e "palpare" e limiti i rischi immondizia.

mandi

[Roberto]

Ciao!

Post by b***@libero.it
Me ne sono accorto dopo aver scritto cosa intendevi, se la corrente
raddoppia raddoppia i proporzione anche la tensione.

Ok! Io credevo che, invece, non so per quale motivo, la lampadina
continuasse ad assorbire la stessa corrente per il motivo che se alimento un
qualcosa con un generatore a (esempio) 10V e 1A o 10V e 10A, il "qualcosa"
assorbe la stessa corrente (al limite, se è una lampadina alimentata da una
pila, resta accesa più a lungo avendo la pila da 10A più capacità di quella
da 1A), però ho fatto un ragionamento sbagliato perché in questo caso la
tensione rimane costante tra i due generatori, ovviamente se la aumento
aumenta anche la corrente, rimanendo la resistenza costante.

Post by b***@libero.it
Scopriamo che resistenza ha la lampadina, misuriamo 10 ohm, se
funziona a 5V la corrente che circola è 5 / 10 = 0.5A
Se la resistenza deve fare cadere 7V l'abbiamo messa da R = V / I =
7 / .5 = 14 ohm

Chiaro.

Post by b***@libero.it
10ohmlamp + 14ohmres = 24ohm , I = V / R = 20 / 24 = 0.833A
Ai capi di lampadina avremo V = R x I = 10 x 0.833 = 8.33V
Ai capi di resistenza avremo V = R x I = 14 x 0.833 = 11.66V
Infatti Vlamp + Vres = 8.33 + 11.66 = 20V

Ecco! Giustamente devo ricalcolare la I con la resistenza totale del
circuito e il nuovo voltaggio. E questo mi è prezioso! :) Anche perché,
sapendo i volt che cadono sulla resistenza o sulla lampadina, posso
ricavarmi i volt dell'altro utilizzatore per differenza col voltaggio del
generatore!

Quindi se faccio un circuitino del genere, se arriva un picco la lampadina
mi si può bruciare, se ci metto un bello zenerino in parallelo alla
lampadina, lui mette una bella sbarra al picco, scarica a massa la corrente
in eccesso e mi salva la lampadina! Bene! :)
Ora mi torna tutto!

Grazie mille, di nuovo, per le risposte chiare e complete!

Roberto.

[b***@libero.it]

Post by Roberto
Quindi se faccio un circuitino del genere, se arriva un picco la lampadina
mi si può bruciare, se ci metto un bello zenerino in parallelo alla
lampadina, lui mette una bella sbarra al picco, scarica a massa la corrente
in eccesso e mi salva la lampadina! Bene! :)
Ora mi torna tutto!

Dipende dal picco , lo zener non è molto veloce, se arriva un impulso
dalla rete 230V probabilmente riesce a passare e far fuori qualche
componente del circuito alimentato, per i picchi occorrono
scaricatori, varistori o zener speciali (c'è un post vecchio), a volte
un condensatore di piccolo valore.

Post by Roberto
Grazie mille, di nuovo, per le risposte chiare e complete!

prego e mandi