Corso di Elettronica di base. Dalla alternata alla continua 2/2

Corso di Elettronica di base. Dalla alternata alla continua

Come evidenziano i disegni, il valore della tensione continua è pari al valore di picco della semionda e non al valore efficace. In pratica quando raddrizziamo una tensione alternata otteniamo una tensione continua che è pari a circa 1,4 volte il valore efficace in quanto il rapporto tra valore di picco e valore efficace è dato dalla seguente formula: Vp = 1,414 x Veff.

Inoltre, da quanto fin qui esposto, appare evidente che una tensione raddrizzata non potrà mai essere perfettamente continua a meno che non si ipotizzi un carico nullo, cosa che, ovviamente, non accade nella realtà, almeno negli stadi di alimentazione. L’ondulazione residua viene generalmente chiamata “ripple”. Come si vede in figura 5, il ripple può essere più o meno accentuato a seconda del valore della resistenza di carico e della capacità del condensatore.

Il disegno in questione ci dà anche l’opportunità di fare delle considerazioni sui diodi raddrizzatori. Questi componenti conducono per periodi piuttosto brevi, a seconda dei valore del condensatore di filtro e del carico. Essi dunque sono sottoposti a picchi di corrente decisamente elevati. Per questo motivo i diodi raddrizzatori sono in grado di reggere picchi di corrente molto più alti (qualche centinaio di volte) rispetto al valore nominale. E’ perciò evidente che nessun circuito raddrizzatore descritto finora potrà fornire una tensione perfettamente stabile e continua. Per questo scopo vengono utilizzati particolari circuiti il più semplice dei quali è quello riportato in figura 6.

Questi circuiti sfruttano le caratteristiche dei diodi zener che, se polarizzati inversamente, presentano tra anodo e catodo una tensione perfettamente stabile. Il circuito necessita di una resistenza “zavorra” e di una tensione di ingresso superiore a quella dello zener; sulla resistenza cade un potenziale pari alla differenza tra tensione di ingresso e tensione di uscita. Il circuito è in grado di fornire al carico una corrente modesta, pari a qualche decina di milliampère. Per ottenere correnti più significative si fa ricorso a circuiti amplificatori più complessi come quelli riportati nelle figure 7 e 8.

Nel primo caso la corrente normalmente disponibile ai capi dello zener viene amplificata dal transistor T1; in questo modo il circuito è in grado di fornire al carico una corrente pari a quella originale moltiplicata per il guadagno del transistor. Se, ad esempio, il semplice circuito con lo zener è in grado di fornire una corrente di 20 mA e il transistor utilizzato presenta un “beta” di 50, dall’uscita potremo prelevare una corrente di 1 A. Nel dimensionare il circuito bisogna tenere conto della caduta di tensione base-emettitore che influisce leggermente sul valore della tensione effettivamente disponibile in uscita. Bisogna anche calcolare (approfondiremo l’argomento in una prossima puntata) la potenza dissipata dal transistor in modo da munire questo componente di un adeguato dissipatore. Il secondo circuito è simile al primo. In questo caso la corrente disponibile in uscita è pari a quella del circuito di base moltiplicata per il guadagno dei due transistor e la tensione presente sul carico differisce da quella di zener per un valore pari alla somma delle cadute base-emettitore dei due transistor. Lo stesso risultato si ottiene utilizzando al posto dei due transistor un darlington.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

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