LM317 jest regulowanym stabilizatorem napięcia, w którym napięcie wyjściowe ustala się za pomocą dzielnika rezystorowego między wyjściem a wyprowadzeniem ADJ. Kluczową własnością jest napięcie odniesienia ok. 1,25 V utrzymywane między wyjściem a ADJ, co powoduje przepływ prądu przez R1 i "wymusza" odpowiednie napięcie na R2.
W praktycznych obliczeniach korzysta się z zależności (w przybliżeniu):
Vout ≈ 1,25 V · (1 + R2/R1)
Wzór dokładniejszy uwzględnia jeszcze składnik związany z prądem ADJ, ale zwykle jest on na tyle mały, że na egzaminie i w zadaniach szkolnych bywa pomijany.
Aby uzyskać zakres regulacji od 1,25 V do 15 V:
- Dla minimum regulacji przyjmuje się, że R2 ≈ 0, wtedy Vout ≈ 1,25 V. To odpowiada dolnej granicy zakresu.
- Dla maksimum regulacji: 15 V ≈ 1,25 V · (1 + R2/R1). Po podzieleniu stron przez 1,25 V otrzymuje się 12 ≈ 1 + R2/R1, czyli R2/R1 ≈ 11, a zatem R2 ≈ 11 · R1.
Jeżeli więc dobierze się R1 = 200 Ω, to oczekiwana maksymalna wartość R2 wypada około 2,2 kΩ, co jest typową, praktyczną wartością dla potencjometru/rezystora nastawnego spotykaną w aplikacjach szkolnych.
Dlaczego pozostałe propozycje są niepoprawne w kontekście wymaganego zakresu?
- 100 Ω powoduje, że do osiągnięcia 15 V potrzeba mniejszego R2 (około 1,1 kΩ). Jeśli w pokazanym układzie (z ilustracji) przewidziano większy potencjometr, zakres i rozdzielczość regulacji będą inne niż założone.
- 330 Ω wymaga R2 około 3,63 kΩ dla 15 V, a więc większej nastawy; przy typowych wartościach potencjometrów może to zawęzić górny zakres lub utrudnić uzyskanie dokładnie 15 V.
- 470 Ω wymaga R2 około 5,17 kΩ dla 15 V; podobnie jak wyżej, rosną wymagania co do maksymalnej rezystancji nastawnej, co często nie pasuje do standardowej aplikacji.
Wskazówka egzaminacyjna: w zadaniach o LM317 najpierw sprawdź, czy dolna granica to 1,25 V (zwykle oznacza to R2 bliskie zeru), a potem policz wymagany stosunek R2/R1 dla górnej granicy. To szybciej prowadzi do właściwego doboru R1.
