Tavola-disegno-6@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-3@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-5@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-6@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-8@8x-100-scaled
Tavola-disegno-3@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-7@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-7@8x-100-scaled
previous arrow
next arrow

Tavola-disegno-6@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-3@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-5@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-6@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-8@8x-100-scaled
Tavola-disegno-3@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-7@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-7@8x-100-scaled
previous arrow
next arrow

Tavola-disegno-6@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-3@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-5@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-6@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-8@8x-100-scaled
Tavola-disegno-3@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-7@8x-100-scaled
Tavola-disegno-5-copia-7@8x-100-scaled
previous arrow
next arrow

Corso di elettronica pratica per bambini: abbassare la tensione elettrica (sesta puntata)

da | 23 Nov, 22 | Tutorial |

Le pile e le batterie forniscono una tensione di alimentazione fissa e costante nel tempo. Ma in alcune circostanze i circuiti hanno, molto spesso, la necessitĆ  di lavorare con tensioni di alimentazioni piĆ¹ basse, proprio per non bruciare i componenti elettronici montati su di essi. In questo articolo si vedrĆ  proprio una tecnica per abbassare la tensione di alimentazione al valore desiderato.

Introduzione

SƬ supponga di voler a alimentare un circuito elettronico a 5 volt ma a nostra disposizione abbiamo solo una fonte di tensione di 12 volt. Se si collega direttamente il circuito elettronico alla batteria in nostro possesso, molto probabilmente esso si brucerĆ  a causa dellā€™alta tensione erogata. Esistono diverse tecniche per abbassare la tensione di alimentazione a un valore desiderato. Il metodo esaminato in questo articolo ĆØ senza dubbio il piĆ¹ preciso ed ĆØ quello che fornisce i risultati migliori, grazie anche alla semplicitĆ  della sua concezione.

I regolatori

SƬ tratta di componenti elettronici esistenti sul mercato giĆ  da alcune decine danni e che hanno la facoltĆ  di abbassare la tensione di alimentazione fornita loro a un valore fisso e costante. Ovviamente la tensione di ingresso deve risultare leggermente maggiore di quella che si vuole ottenere in uscita, poichĆ© tali regolatori riescono solo ad abbassare la tensione elettrica ma non ad aumentarla. Stiamo parlando dei regolatori della famiglia 78XX, dei circuiti integrati esternamente molto semplici perchĆ© dotati solo di 3 piedini, ma internamente sono dotati di un complesso circuito elettronico. Questi integrati, come detto in precedenza, sono dotati di tre piedini. Il primo ĆØ lā€™ingresso, al quale va applicata la tensione da abbassare. Il secondo ĆØ lā€™uscita, dal quale si ottiene la tensione abbassata e regolata al valore desiderato. Il terzo ĆØ la massa, che va collegato con la massa del circuito. Ad esempio, utilizzando il circuito integrato con la sigla 7805, si ottiene un valore di tensione fissa e costante di 5 volte esatti (vedi lā€™esempio in figura 1). Naturalmente ĆØ necessario fornire, allā€™integrato, una tensione superiore a 5 V, ad esempio 12 V oppure 17 V.

Figura 1: il regolatore 7805 abbassa la tensione da 12 V a 5 V

Questi circuiti integrati a tre piedini si utilizzano in modo molto semplice e possono sopportare al massimo una corrente di 1.5 A. Se si collegano grosse lampade si consiglia di montare un dissipatore di metallo, come visualizzato in figura 2, allo scopo di raffreddare il componente durante il funzionamento, poichƩ esso tende a riscaldare parecchio.

Figura 2: se la corrente assorbita ĆØ elevata, si consiglia di utilizzare un dissipatore di calore metallico

Alimentiamo una radio a 5 volt

SƬ supponga, adesso, di voler alimentare una radio che funzioni con una tensione nominale fissa di 5 V ma abbiamo a disposizione solo una fonte di alimentazione di 12 V prelevata, ad esempio, dalla batteria dellā€™automobile del nostro papĆ . Allo scopo ĆØ sufficiente realizzare il circuito elettrico di figura 3. Come si vede dallo schema, il polo positivo della batteria (quello che trasporta praticamente la tensione di 12 V) ĆØ collegato al piedino di ingresso del 7805, situato sulla sinistra del circuito integrato. La massa ĆØ collegata direttamente al polo negativo della batteria che, in questo caso, costituisce il ritorno comune del circuito. L’uscita di 5 V ĆØ prelevata dal piedino di destra, ossia dall’uscita del circuito integrato. La misurazione con il tester mostra una tensione di alimentazione perfettamente pari a 5 V, grazie al funzionamento del circuito interno dellā€™integrato con elevatissima precisione, nonostante la tensione di alimentazione principale fosse di 12 V.

Figura 3: il modo corretto di alimentare una radio funzionante a 5 V con una tensione di 12 V

Il regolatore funziona perfettamente da solo, senza componenti aggiuntivi. Ma per evitare interferenze e auto oscillazioni ĆØ conveniente collegare due condensatori di 100 nF tra i terminali di ingresso e di uscita e la massa, come indicato nello schema elettrico. La seguente tabella mostra i diversi modelli di regolatori disponibili sul mercato. E semplice risalire alla tensione di uscita del circuito integrato, ĆØ sufficiente leggere le ultime due cifre del modello.

Model Output voltage Input voltage
7805 5 V 7 V to 20 V
7806 6 V 8 V to 21 V
7808 8 V 10.5 V to 23 V
7809 9 V 11.5 V to 24 V
7810 10 V 12.5 V to 25 V
7812 12 V 14.5 V to 27 V
7815 15 V 17.5 V to 30 V
7818 18 V 21 V to 33 V
7824 24 V 27 V to 38 V

Se la differenza tra la tensione di ingresso e di uscita ĆØ elevata

In elettronica, piĆ¹ ĆØ grande la differenza di tensione tra due contatti e piĆ¹ energia si sviluppa. Molto spesso ĆØ utile utilizzare due o piĆ¹ regolatori in cascata, quando la tensione di ingresso ĆØ molto superiore alla tensione di uscita desiderata. Utilizzando due o tre regolatori si aiuta a distribuire la dissipazione e il calore sui vari regolatori, come mostrato in figura 4. Le due soluzioni abbassano la tensione da 20 V a 5 V. Il circuito a sinistra utilizza solo il regolatore 7805, che si prende la responsabilitĆ  di abbassare tutta la tensione, mentre il circuito di destra utilizza un 7815, un 7812 e un 7805 in cascata (in serie). Nel primo caso occorre usare un dissipatore di calore e il circuito presenta la seguente dissipazione:

  • dissipazione 7805: 7.6 W.

Il regolatore, in questo caso, riscalda troppo e supera la massima temperatura ammessa, bruciandosi. Nel secondo caso non occorre il dissipatore di calore perchĆ© esso ĆØ distribuito sui tre dispositivi e il circuito presenta le seguenti dissipazioni, con il buon funzionamento di esso:

  • dissipazione 7815: 2.6 W;
  • dissipazione 7812: 1.6 W;
  • dissipazione 7805: 3.5 W.
Figura 4: l’uso di tre regolatori contribuisce a dividere il calore generato

Conclusioni

I ragazzi troveranno molto utile le applicazioni con tali circuiti integrati perchĆ© risultano molto semplici ed economici. Anche se esistono altre metodologie, ancora piĆ¹ precise e sofisticate di questa, la maggior parte dei circuiti oggi utilizza ancora questi regolatori. Questi integrati sono estremamente protetti contro le inversioni di polaritĆ , le sovracorrenti e le alte temperature. Eā€™ molto difficile, infatti, distruggerli per un errore.

Condividi questo articolo

Categorie

Archivi

Apri la chat
1
Ciao come possiamo aiutarti?
Ciao come possiamo aiutarti?