Circuito singola semionda con zener

[macco]

Ora non dovrei aver più dubbi,per quanto riguarda il diodo reale,immaginavo che la pila fosse per quel motivo poiché avevo già provato a studiare la teoria dei diodi reali ma con scarsi risultati,ma a questo punto direi scarsissimi sicuramente sto capendo molto di più grazie al tuo aiuto.

Comunque i diodi che tratto nei problemi che mi vengono proposti sono tutti ideali,ma ampliare le mie conoscenze anche a quelli reali non può far altro che giovarmi

Quindi ora come proseguiamo?

Ribadisco sempre i miei ringraziamenti per la pazienza(a questo punto direi quasi infinita ) e per il tempo che mi stai dedicando.

Grazie mille.

[BrunoValente]

...Comunque i diodi che tratto nei problemi che mi vengono proposti sono tutti ideali...

Be' direi che nel tuo esercizio il diodo non è ideale: viene evidanziata una caduta diretta di 0.7V che è appunto quella simulata dalla presenza fittizia della pila nel modello approssimato che abbiamo discusso.

Vediamo ora come si comporta un diodo zener, questo ci permetterà di avvicinarci al tuo esercizio.
Abbiamo visto che un normale diodo (reale) se polarizzato inversamente è aperto indipendentemente dalla tensione inversa (quasi), invece se polarizzato direttamente è chiuso ma mantiene ai suoi capi una tensione costante (quasi) di circa 0.7V indipendente dalla corrente che lo attraversa.
Il funzionamento lo abbiamo simulato pensando al diodo reale come fosse costituito dalla serie tra un diodo ideale (caduta diretta nulla) e una pila da 0.7V.
Il diodo zener si comporta identicamente ad un normale diodo quando è polarizzato direttamente, mentre invece quando è polarizzato inversamente si comporta come un normale diodo, cioè si apre, solo se la tensione inversa ai suoi capi è inferiore ad un preciso valore Vz che dipende dal tipo di diodo zener. Se Invece la tensione inversa eguaglia o supera quel valore, il diodo zener mette in evidenza un comportamento differente rispetto ai normali diodi: si chiude di nuovo come se fosse polarizzato direttamente e il valore della pila fittizia da considerare per tenere in conto della caduta ai suoi capi, in queste condizioni, non è di 0.7V, bensì è pari a Vz. Nel tuo esercizio viene utilizzato un diodo zener con Vz=4.6V
In sostanza il circuito equivalente è il seguente:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

ora, eliminando il condensatore, dovresti essere in grado di disegnare la forma della tensione sulla resistenza del tuo esercizio. Vai!

Lascia la forma triangolare per la tensione di ingresso: è più facile disegnare e la sostanza dei ragionamenti non cambia.

[macco]

Il grafico dovrebbe essere il seguente,non considerando il condensatore:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

ho considerato la prima semionda(quella positiva) come nel caso precedente come se lavorassi con un semplice diodo,e nella semionda negativa ho provato a mettere in pratica ciò che mi hai spiegato sul funzionamento dello zener.

[BrunoValente]

Perfetto! vai alla grande!

ora viene il bello: dobbiamo inserire il condensatore.
Sapresti disegnare la forma della tensione sul condensatore durante i primi due periodi del segnale in questo semplice caso?

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[macco]

Suppongo che il grafico sia così:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

poiché ho seguito il seguente ragionamento:
fino a che la Vin non è a 0.7V il diodo non conduce e quindi in condensatore non si carica,appena superati i 0.7 V il diodo comincia a condurre e quindi inizia anche a caricarsi il condensatore,sul fronte di discesa il condensatore comincia a scaricarsi,poiché ho Vin < 0 il condensatore continua a scaricarsi fino a quando,il diodo non comincia nuovamente a condurre e quindi mi si ricarica il condensatore e così via...

C'è qualcosa di sbagliato nel mio ragionamento?

[BrunoValente]

Purtroppo sì
Secondo te chi fa scaricare il condensatore? in base a cosa hai stabilito che il condensatore si scarichi con quella pendenza e non più rapidamente o più lentamente?

[macco]

Se devo essere sincero, ho costruito il grafico su ciò che ricordavo dei grafici di altri esercizi,ma forse in quel caso avevo poi in paralelo una resistenza al condensatore,e quindi era la resistenza che mi scaricava il condensatore.
Quindi in questo caso il condensatore una volta carico poi non si scarica su nessun componente.

[BrunoValente]

Quindi quale sarebbe la forma corretta della tensione sul condensatore?

[macco]

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Il grafico l'ho costriuto ragionando sul fatto che una volta carico il condensatore non si scarica su nessun componente.
poiché la scarica di un condensatore dipende dalla resistenza che ho in serie al condensatore,visto che in questo caso non ho resistenze il condensatore rimane carico.

Ragionamento corretto o c'è qualcosa di errato?

[BrunoValente]

Tutto ok.
Concentra l'attenzione su questo: sul condensatore, se esso fosse direttamente collegato in parallelo al generatore, cioè senza diodo, vi sarebbe ovviamente la stessa tensione triangolare del generatore.
Se poi in serie al condensatore vi fosse un interruttore, nell'attimo in cui l'interruttore venisse aperto, la tensione sul condensatore smetterebbe di variare e conserverebbe il valore raggiunto al momento dell'apertura fino alla successiva chiusura dell'interruttore. Quando la chiusura avviene allora la tensione del condensatore passa bruscamente da quel valore costante al valore che in quell'istante ha la tensione del generatore e si ritorna nella condizione iniziale.
Prova ora a vedere cosa accade nella precedente disposizione se al posto del diodo normale mettiamo lo zener del tuo esercizio: devi tener conto che quando lo zener si apre il catodo non va a 0V come accadeva con la resistenza, bensì resta alla tensione memorizzata nel condensatore.