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Aufgabenstellung:

Die gegebene Schaltung soll die Spannung gegen Lastschwankungen im Bereich stabilisieren. Die verwendete -Diode hat die Daten:

,

Abbildung

  1. Berechnen Sie allgemein und zahlenmäßig den Widerstandsbereich für den die Schaltung zuverlässig arbeitet.
  2. Berechnen Sie die Ausgangsspannung die Verlustleistung in der ZDiode und den Strom durch die ZDiode in Abhängigkeit vom Laststrom

Stellen Sie diese Abhängigkeiten für und maßstäblich grafisch dar.

Lösungsweg:

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a) Widerstandsbereich

Abbildung

Berechnung von :

Zahlenwert (positiver Summand):

.

Zur Berechnung von :

ü

Dimensionierungsgrenzen für :

a1) für und :

Wird überschritten, sinkt unter und die Stabilisierungswirkung geht verloren.

a2) für und :

Wird unterschritten, übersteigt dem maximal zulässigen Wert und die Z-Diode wird thermisch zerstört.

b) Ausgangsspannung

Wegen und gilt:

Ferner ist

Zahlenrechnung für :

Zahlenrechnung für :

Alternative Lösung mit Diodenmodell und Überlagerungssatz:

Abbildung

Lösung: