Come si vede dalla figura 1 il circuito elettrico è molto semplice, la descrizione partirà dalle boccole di entrata della rete a 220 volt. La tensione verrà applicata ad un capo del condensatore C1(*) e successivamente al ponte diodi che provvederà a raddrizzare la tensione, la quale verrà livellata dal condensatore elettrolitico C2 da 22uF 50 Volt. Successivamente attraverso la resistenza di caduta R1(*) verrà stabilizzata dal diodo zener D2 assieme al diodo al silicio D3 posto in opposizione di polarità, e livellata dal condensatore C3 da 47uF 50 Volt.

Nella tabella a lato è possibile vedere il valore della reattanza induttiva presentata dal condensatore in base alla frequenza del segnale applicato. Così ad esempio si può notare come un condensatore da 220 nanofarad presenterà una resistenza a 50 Hz di 14469 Ohm, mentre presenterà una resistenza di 7234 Ohm a 100 Hz.

A questo punto darò una breve spiegazione di come calcolare il valore del componenti contrassegnati con (*) il cui valore dipende dal tipo di utilizzatore esterno che vogliamo alimentare.

Supponiamo di voler alimentare un diodo led ad alta efficienza (gli ultimi usciti in commercio funzionano a 3.6 Volt con un assorbimento di 20 mA).Inoltre essendo molto delicati (e costosi) decidiamo di volerlo proteggere contro eventuali picchi di extra-tensione, realizzando un alimentatore stabilizzato.

CAPACITA'

50 Hertz

100 Hertz

Come dati avremo:

1. assorbimento del diodo led 20 mA

2. assorbimento del diodo Zener da 3volt 1/2 Watt 20 mA

3. un diodo al silicio tipo 1N4148 collegato come da Fig 1 che introdurrà una caduta di tensione di 0.6 Volt che aggiungendosi a quella del diodo zener porterà il totale ai nostri 3,6 volt (quest'ultimo componente è stato inserito solo per spiegare come ottenere delle tensioni particolari nel caso non fosse possibile reperire uno zener della tensione richiesta, oppure nel caso si volesse utilizzare materiale surplus).

totale 40 mA

quindi, per la legge di Ohm, dovremo calcolare una resistenza che provochi una caduta di tensione di 220 - 3.6 = a 216.4 Volt.

           Ohm = Volt / Amper     =   216.2 / 0.040    =  5380 Ohm.

Verificando sulla tabella in corrispondenza della colonna relativa ai 50 Hz(normale frequenza della tensione di rete),il valore più vicino per difetto a quello ottenuto dai calcoli è 4681 Ohm che corrisponde ad un condensatore da 680 nanoFarad che dovrà avere una tensione di lavoro di almeno 400 Volt.Abbiamo quindi trovato il valore del condensatore C1.

La tensione sul ponte a diodi sarà di 220 - (Ohm * Amper) = 220-(0.040*4681) = 32.76 Volt che raddrizzata e livellata dal condensatore C2 assumerà un valore di 32.76 * 1.41 = 46.19 Volt.

Per calcolare il valore della resistenza R1, di caduta sul diodo zener,  bisogna fare riferimento alla seguente formula:

Ohm = (tensione di alimentazione - tensione di Zener)/(assorb. diodo Zener + carico)

= (46.19 - 3.6)/(0.02 + 0.02) = 1064.7 che arrotonderemo al valore più prossimo reperibile in commercio che è di 1200 Ohm.  

Con il valore reperibile in commercio di R1 la corrente sarà di  A= V / Ohm  = (46.19-3.6) / 1200 = 0.035A

In pratica il diodo led farà un pò meno luce di quanto dichiarato in fase di progetto.

Per calcolare la potenza di R1 si utilizzerà la formula Watt = Volt * Amper  = (46.19-3.6)*0.035 =  1.49 Watt

Per evitare che la resistenza scaldi eccessivamente dovremo collegare in parallelo 2 resistenze da 2400 Ohm 1 Watt ottenendo un totale di 1200 Ohm 2 Watt che è il valore calcolato per R1.