Kwalifikacja: ELM.05 - Eksploatacja urządzeń elektronicznych
Zawód: Technik elektronik
Dobierz wartość rezystancji R1 tak, aby napięcie wyjściowe Uo było równe 6 V zakładając, że napięcie diody Zenera UZ wynosi 3 V, a rezystancja R2 jest równa 1 kΩ
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Wybrana wartość rezystancji R1 wynosząca 1 kΩ jest poprawna, gdyż przy napięciu diody Zenera UZ równym 3 V oraz rezystancji R2 1 kΩ, umożliwia uzyskanie napięcia wyjściowego Uo wynoszącego 6 V. Zgodnie z prawem Ohma oraz zasadami analizy obwodów, prąd w obwodzie można obliczyć, a jego wartość wynosi 0,003 A. W przypadku tego zadania, zastosowanie diody Zenera jako elementu stabilizującego napięcie jest praktycznym rozwiązaniem, które znajduje zastosowanie w układach elektronicznych, gdzie konieczne jest utrzymanie stabilnego napięcia pomimo zmian obciążenia. W inżynierii elektronicznej, odpowiednia dobór rezystancji w połączeniu z elementami pasywnymi, jak diody Zenera, jest kluczowy dla zapewnienia niezawodności i wydajności układów. Wartości rezystancji powinny być dobierane z uwzględnieniem tolerancji komponentów oraz parametrów pracy układu, co jest zgodne z dobrymi praktykami inżynieryjnymi.
Wybierając inną wartość rezystancji, na przykład 6 kΩ, można napotkać na szereg problemów związanych z zachowaniem układu. W przypadku, gdy R1 wynosi 6 kΩ, obliczony prąd w obwodzie byłby znacznie mniejszy, co skutkowałoby zmniejszeniem napięcia wyjściowego Uo poniżej oczekiwanego poziomu. Zrozumienie zachowania obwodów elektrycznych, zwłaszcza w kontekście diod Zenera, wymaga analizy charakterystyk prądowo-napięciowych tych elementów. Zastosowanie niewłaściwej wartości rezystancji prowadzi do nieefektywności całego układu, co może powodować nieprzewidywalne zachowanie i zmniejszenie jakości działania urządzenia. Typowym błędem myślowym jest ignorowanie podstawowych zasad prawa Ohma oraz zasady działania diod Zenera, które powinny być brane pod uwagę przy projektowaniu obwodów. Na przykład, wartość rezystancji R1 musi być dobrana w taki sposób, aby prąd w obwodzie wynosił odpowiednią wartość, co zapewnia stabilizację napięcia. W inżynierii, zrozumienie konsekwencji błędnych wyborów komponentów jest kluczowe dla uniknięcia kosztownych błędów projektowych oraz dla zapewnienia długoterminowej niezawodności systemu.