Calculadora de resistencia zener: valor y potencia de la resistencia serie
Un zener de 5,1 V en una alimentación de 12 V con 20 mA de carga necesita una resistencia de 345 Ω que disipa 0,138 W; se sugiere una de 0,5 W. Indique las dos tensiones y la corriente para obtener valor y potencia. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Alimentación no regulada
- 12
- Ruptura inversa del diodo zener
- 5,1
- Corriente de carga
- 0,02
- Caída de tensión
- 6,9
- Resistencia serie
- 345
- Resistencia en ohmios
- 345
- Potencia de la resistencia
- 0,138
Un regulador zener en paralelo sencillo mantiene una tensión casi fija en el cátodo de un diodo zener polarizado en inversa, derivando el exceso de corriente por el diodo siempre que la carga consuma menos que la corriente serie. El primer paso de diseño es siempre la resistencia serie entre la alimentación no regulada y ese nodo regulado: su valor determina cuánta corriente queda disponible para la carga más el zener, y su disipación decide el encapsulado que debe tener en existencia. Esta calculadora de resistencia para diodo zener toma los tres datos que todo estudiante y técnico ya tiene en el banco de trabajo (tensión de alimentación, tensión zener y corriente de carga), aplica las fórmulas clásicas del elemento reductor —Rs igual a la alimentación menos el zener, dividido entre la corriente de carga, y potencia de la resistencia igual a esa misma caída de tensión por la corriente de carga— y devuelve una resistencia depurada, la disipación y una potencia nominal discreta recomendada con margen de seguridad. Si la tensión zener iguala o supera la alimentación, la regulación es imposible y la solicitud falla con un error de validación claro, en lugar de un absurdo silencioso de cero ohmios.
Cómo se dimensiona la resistencia serie del zener
En el clásico regulador en paralelo de una sola resistencia, la alimentación no regulada Vs alimenta una resistencia serie Rs que cae sobre la combinación en paralelo del diodo zener y la carga. Bajo la suposición docente habitual de que la corriente serie se dimensiona principalmente para la corriente de carga IL, la ley de Ohm sobre el elemento reductor da Rs igual a Vs menos Vz, todo dividido entre IL.
La tensión en la resistencia es siempre Vs menos Vz mientras el zener está en ruptura inversa, así que la potencia instantánea en la resistencia es esa caída de tensión por la corriente serie, lo que se simplifica a Pr igual a Vs menos Vz por IL, o equivalentemente IL al cuadrado por Rs.
Esas dos identidades bastan para elegir un valor óhmico preferido de la serie E y un encapsulado de potencia antes de refinar la corriente de codo, el coeficiente de temperatura o la impedancia dinámica en una pasada posterior. Físicamente, la tensión zener debe permanecer estrictamente por debajo de la alimentación: si Vz es mayor que Vs, el diodo nunca alcanza la ruptura desde ese riel, y si Vz es igual a Vs, el margen es cero, por lo que Rs sería cero y la fórmula queda indefinida.
El algoritmo es un puñado de restas, divisiones y multiplicaciones en coma flotante, más la búsqueda de la siguiente potencia nominal discreta común igual o superior al doble de la disipación calculada, de modo que un resultado de 0.1 W recae en un componente de 0.25 W y no en un cuerpo subdimensionado de 0.125 W.
Dónde aparecen las calculadoras de resistencia zener en el trabajo real
Los laboratorios de electrónica básica plantean constantemente un riel de doce voltios, un zener de cinco punto uno o cinco punto seis voltios y una corriente de carga dada, para que los estudiantes calculen la resistencia serie antes de soldar un prototipo y medir el nodo regulado con un multímetro.
Los equipos de puesta en marcha de firmware y hardware dimensionan pinzas de referencia económicas para rieles de ADC de microcontroladores, redes de polarización de sensores y cadenas de LED indicadores que comparten un nodo zener, y luego registran los valores óhmicos y de potencia elegidos en la lista de materiales.
Los técnicos de reparación que reconstruyen un regulador en paralelo averiado a partir de una resistencia quemada a menudo solo conocen la marcación del zener original y la carga aproximada; una estimación fiable de Rs y de potencia evita otro componente subdimensionado. Mantenga separadas las páginas de resistencias en paralelo, divisores de tensión y referencias con amplificadores operacionales, de modo que cada intención de búsqueda tenga una página clara en lugar de una herramienta sobrecargada de múltiples topologías que confunda tanto a los estudiantes como a los buscadores.
Qué puede hacer con ella
Deberes de laboratorio y primeros prototipos
Calcule Rs y la potencia para un zener en paralelo de libro sobre un riel fijo, de modo que los estudiantes comparen los ohmios calculados con la lectura del multímetro antes de refinar la corriente de codo.
Pinzas de riel para MCU y sensores
Dimensione un elemento reductor serie económico y su encapsulado de potencia para una pinza zener de cinco voltios sobre un riel industrial de doce voltios que alimenta una carga ligera de microcontrolador o polarización de sensor.
Regresión de listas de materiales y pruebas
Automatice con scripts las mismas fórmulas de Rs y potencia usadas en el navegador, de modo que las pruebas de CI verifiquen que las potencias de las resistencias en stock sigan cubriendo la corriente de carga en el peor caso.
Preguntas frecuentes
¿Qué fórmula utiliza esta calculadora de resistencia para diodo zener?
Rs = (Vs − Vz) / IL para la resistencia serie en ohmios, y Pr = (Vs − Vz) · IL para la potencia disipada en esa resistencia. La potencia nominal discreta recomendada se elige igual o superior al doble de la disipación calculada.
¿Qué ocurre si la tensión zener supera la alimentación?
Un zener en paralelo no puede regular por encima de su riel de alimentación; Vz debe ser estrictamente menor que Vs para que la resistencia serie tenga un margen positivo.
¿La corriente de carga se introduce en miliamperios o en amperios?
En amperios. Introduzca 0.02 para una carga de 20 mA. Las corrientes no positivas se rechazan para que los errores de unidades aparezcan como errores de validación y no como valores óhmicos absurdos.
¿Incluye una corriente de polarización zener Iz separada?
No. Esta página usa el modelo docente de tres entradas en el que la corriente serie es la corriente de carga. Si su diseño necesita una corriente de codo mínima, sume Iz a su corriente efectiva antes de llamar.
¿Cuánto cuesta?
La herramienta del navegador es gratuita y se ejecuta localmente.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-resistor \
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-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"supply_voltage":12,"zener_voltage":5.1,"load_current":0.02}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-resistor", {
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$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-resistor", false, stream_context_create([
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req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
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"load_current": 0.02
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.zener_resistor",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Cómo se dimensiona la resistencia serie del zener
Por eso esta capacidad rechaza con invalid_input cualquier caso en que la tensión zener supere o iguale la alimentación, y también rechaza tensiones o corrientes no positivas que ocultarían un error de unidades, como escribir miliamperios como amperios sin convertir.
Qué envía y qué recibe
Unos valores de ejemplo que corresponden a un zener de cinco coma uno voltios en un riel de doce voltios con veinte miliamperios de carga son: alimentación doce, zener cinco punto uno y corriente de carga cero punto cero dos. Si necesita divisores de corriente multirrama, sumas de resistencias en serie, limitadores de corriente para LED con caída directa o un regulador lineal completo con dropout y resistencia térmica, trátelos como herramientas independientes en lugar de sobrecargar esta página de tres entradas para el zener reductor. Envíe tres números positivos finitos: supply_voltage en voltios para el riel no regulado, zener_voltage en voltios para la tensión de ruptura del diodo y load_current en amperios para la corriente extraída del nodo regulado. Se aceptan alias como vs, vin, vz, v_z, il, i_load y current para que los formularios y los scripts sigan siendo cómodos, pero solo puede aparecer una clave por cada magnitud. Los campos ausentes, las cadenas no numéricas, NaN, Infinity, los valores no positivos y cualquier caso en que la tensión zener sea mayor o igual que la alimentación fallan con invalid_input y no se cobran. En caso de éxito, la respuesta devuelve las entradas depuradas, voltage_drop como Vs menos Vz, series_resistance y resistance_ohms como el mismo valor en ohmios, resistor_power y power_watts como la misma disipación en vatios, power_rating_watts como el tamaño de encapsulado discreto recomendado, las etiquetas de unidad, el método zener_series_dropper y la cadena de fórmula Rs igual a paréntesis abierto Vs menos Vz paréntesis cerrado sobre IL. El precio de las llamadas API correctas es la tarifa base publicada de $0.002 por elemento; los fallos de validación no consumen saldo prepagado.
Dónde aparecen las calculadoras de resistencia zener en el trabajo real
Las pruebas de producción que programan cargas digitales o sumideros de corriente conmutables pueden llamar a la API con cada escalón de carga y verificar que la resistencia diseñada siga cumpliendo los límites de disipación con margen. Como esta capacidad es un motor de parse puro, el precio de la API es la tarifa base publicada de $0.002 por elemento correcto y la validación fallida no consume saldo.