También podría resumir las observaciones de Jim:
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
En el voltaje de entrada más bajo, que es \ $ + 20 \; \ textrm {V} \ $, la salida se asumirá en \ $ + 10 \; \ textrm {V} \ $ (el zener está haciendo su trabajo) y si está presente la carga peor de \ $ 100 \; m \ textrm {A} \ $, entonces \ $ R_1 \ $ debe permitir para toda la carga \ $ 100 \; m \ textrm {A} \ $ más los \ $ 10 \; m \ textrm {A} \ $ de zener requeridos, para un total de \ $ 110 \; m \ textrm {A} \ $ hasta \ $ R_1 \ $. Dado que \ $ R_1 \ $ no se puede permitir que caiga más voltaje que \ $ 20 \; \ textrm {V} -10 \; \ textrm {V} = 10 \; \ textrm {V} \ $, debe ser el caso su valor es \ $ R_1 = \ frac {10 \; \ textrm {V}} {110 \; m \ textrm {A}} \ approx 90.91 \ Omega \ $.
A partir de ahí, ahora puede adoptar el enfoque opuesto y decir que no hay carga presente y preguntar qué sucede con el Zener en este caso, ahora que se conoce el valor de \ $ R_1 \ $. (No estamos usando un valor estándar, sino un valor exacto ahora, ya que el problema no requiere resistencias de valor estándar). Para obtener la corriente de caso más desfavorable en el zener, ahora también debemos asumir que el voltaje de entrada es no más largo \ $ + 20 \; \ textrm {V} \ $, pero ahora \ $ + 25 \; \ textrm {V} \ $, también. Esto conduce a una corriente en \ $ R_1 \ $ of \ $ I_ {R_1} = \ frac {25 \; \ textrm {V} -10 \; \ textrm {V}} {90.91 \ Omega} \ approx 165 \; m \ textrm {A} \ $. Entonces, sin carga, toda esa corriente debe pasar por el zener. Entonces, el poder disipado por el zener en este caso es \ $ P_ {D_1} = 10 \; \ textrm {V} \ cdot 165 \; m \ textrm {A} = 1.65 \; \ textrm {W} \ $. Como beneficio adicional, la resistencia, \ $ R_1 \ $, disipará \ $ P_ {R_1} = 15 \; \ textrm {V} \ cdot 165 \; m \ textrm {A} = 2.475 \; \ textrm {W } \ $.
La única razón por la que publico esto es porque Jim no lo ha hecho.
EDITAR: El diseño anterior probablemente requiere un \ $ 5 \; \ textrm {W} \ $ resistor. También puede obtener \ $ 2.5 \; \ textrm {W} \ $ zeners. (Un 1N5347B es un \ $ 10 \; \ textrm {V} \ $ zener especificado para \ $ 5 \; \ textrm {W} \ $.) Además, un valor de resistencia estándar de \ $ 91 \; \ Omega \ $ sería así Cerca como para no hacer mucha diferencia. Por lo tanto, el diseño se puede lograr con piezas reales.
Sin embargo, la mayoría de la gente encontraría otra manera. Es un montón de energía innecesariamente desperdiciada y no es difícil ni costoso agregar un seguidor de emisor NPN BJT y rastrear un voltaje Zener ligeramente diferente (y / o hacer otros ajustes leves).
No creo que los autores de The Art of Electronics recomienden el diseño. Solo querían que lo resolvieras por ti mismo.
