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Introdução à Eletrônica - elt 5 o retificador monof?sico, Notas de estudo de Física

Introdução aos estudos de eletrônica com aplicações práticas e teóricas.

Tipologia: Notas de estudo

2010

Compartilhado em 29/09/2010

luis-carlos-menezes-victor-1
luis-carlos-menezes-victor-1 🇧🇷

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Baixe Introdução à Eletrônica - elt 5 o retificador monof?sico e outras Notas de estudo em PDF para Física, somente na Docsity! E-mail : eliesio Oetrr.com.br ESCOLA TÉCNICA + REZENDE-RAMMEL CURSO TÉCNICO DE MECATRÔNICA ELETRÔNICA APLICADA I NOME ELIÉSIO TURMA ANO O RETIFICADOR MONOFÁSICO Para converter uma corrente alternada em corrente contínua é usado normalmente o processo de retificação que transforma o sinal alternado senoidal num sinal de tensão contínua pulsativa. RETIFICADOR MONOFÁSICO DE MEIA ONDA [CARGA RESISTIVA] Quando for aplicado o semiciclo positivo o diodo conduz e teremos corrente através da carga. Quando for aplicado o semiciclo negativo o diodo corta, abrindo o circuito, e não teremos corrente na carga [RL]. Teremos assim na carga uma tensão contínua pulsativa, podendo ser aproveitado os semiciclos positivos ou negativos. >A fregiência de pulsação na saída é igual à fregiência da rede de alimentação. vs +vpÊ. RL n2 nm 3n/22n 57/2317 7n/2 47 -Vp +Vpl. VRH VD E-mail: eliesio Oetrr.com.br VALOR MÉDIO NA CARGA vL=VD/ e vL=0318Vp VALOR EFICAZ NA CARGA v=4 ev =05vp iL= fe» VL=03181p 1=p e 1=05p CÁCULO DE TENSÃO E CORRENTE NA CARGA O circuito abaixo mostra um transformador abaixador de tensão com 12,7V no secundário ligado a um retificador de meia onda com diodos de silício alimentando uma carga de 10 O. Tensão média na carga Considerando diodo ideal5> V — 10Vy Tensão Eficaz no secundário TS10:1>5VS=12,7V Tensão de pico V/A VP =0,7077 %707 =17,96V VL=0318Vp = 0,318x17,96= 5,71V Corrente média na carga == o =0,5714=57ImA fregiiência de pulsação da corrente ou tensão na carga f = 60Hz ELIÉSIO 1N 4001 VL=5,71 1L=57ImA RL 108 E-mail: eliesio Oetrr.com.br Durante o semiciclo positivo, os diodos D2 e D4 conduzem e os diodos Dl e D3 cortam, transferindo assim toda a tensão de entrada para a carga. Durante o semiciclo negativo, os diodos Dl e D3 conduzem e os diodos D2 e D4 cortam fazendo com que a tensão de entrada seja aplicada à carga a mesma amplitude e polaridade que a do semiciclo positivo. A frequência de pulsação na saída será 2 vezes a frequência da rede de alimentação. +vpL.. Vvs1 -Vp +Vpf- VL n2 7 31227 512 3 7n/2 47 >< VALOR MÉDIO NA CARGA vL=Vpf e vL=0,636Vp -Yp - V= &SV=0,707Vp 2 I 2 =HUPf es IL = 0,6361p VALOR EFICAZ NA CARGA = Tp - I= So 1L=0,707Vp 2 ! CÁCULO DE TENSÃO E CORRENTE NA CARGA e O circuito abaixo mostra um transformador abaixador de tensão tendo no secundário de 12,7V e um retificador em ponte com diodos de silício alimentando uma carga de 10 O. 15 4007 45 4001 127vIB0HZ AN 4DDT O AN4OOI » ELIÉSIO Tensão média na carga Considerando diodo Idea V > 10V7 Tensão Eficaz no secundário E T>5>10:1>VS=127V 10: Tensão de pico VI Vp= "97077 707 =17,96V VL = 0,636Vp = 0,636x 17.96 = 11,42] Corrente média na carga =VL = 11,42 == hoo fregiiência de pulsação da corrente ou tensão na carga f = 120Hz = L14A E-mail: eliesio Oetrr.com.br CAPACIDADE DO TRANSFORMADOR EM FUNÇÃO DA POTÊNCIA NA CARGA RETIFICADORES DE MEIA ONDA - CARGA RESISTIVA O transformador a ser utilizado neste tipo de retificador apresenta as seguintes características: +Vp. > V=vPA2 PRIMÁRIO SECUNDÁRIO Ip NONO > EIp2 + t A tensão, tanto no primário como no secundário, é sempre senoidal sendo ela solicitada ou não. A corrente depende do circuito, sendo que para o retificador de meio ciclo. A capacidade do transformador será: Capacidade do transformador =|Vp Ip A = Pool VxI= = = é | (a ( 2 W2 4 O que desejamos na carga é potência contínua, afinal nós estamos convertendo corrente alternada em corrente contínua. Na carga temos as seguintes formas de onda: Yp d 3vL= Voc = Vo PA fo mi TRL|VL A potência contínua na carga é: Vp/ Ip Vpx Ip Poc = VocXIbc = nfs pf = r A, Para que tenhamos a relação entre a capacidade do transformador e a potência contínua na carga, deve-se proceder da seguinte maneira: Como temos REA VpxIp &S Pexm =Vpxlp ELIÉSIO 6 E-mail: eliesio Oetrr.com.br Então a capacidade do transformador será >2 x Pe x 7? = 3,48Pyc Isto quer dizer que para termos uma potência contínua na carga, necessita de um transformador com capacidade 3.48 vezes maior. RETIFICADORES DE ONDA COMPLETA COM DERIVAÇÃO CENTRAL CARGA RESISTIVA O transformador utilizado neste tipo de retificador apresenta as seguintes características: FIp > v=vpind Lo > Epi? t 4 SECUNDÁRIO | UU | > v=vpn27- [o 2EIp2 Ip VET | Vp 1 Vpx1; Capacidade 4% secundário>V x 1 = +PP - IPXP 2 2 W2 A capacidade do secundário será o dobro > 2x [2 Vox 2) = VpXIp 2 "2 Na carga temos: Vp, IL RL| VL Vp t A potência contínua na carga é: v, Ip A(Vpx Ip) Poe =VocXIoc =2— z 2P = VPOP = o 4(Vpx Ip) nm Mm A capacidade do transformador em relação à potência máxima na carga é: ELIÉSIO 7 E-mail: eliesio Oetrr.com.br r= Valor eficaz da componente de ondulação (V) Valor contínuo do sinal (VDC) É normalmente expresso em percentagem. r= Vic x 100 DC POTÊNCIA NA CARGA Se aplicarmos tensão contínua pulsativa a uma carga resistiva teremos: Paus = Poco t Pc | 2 Vac = Vas Moe Me R R R (Vas = (Voc + (Me) < pm RETIFICADOR DE MEIA ONDA COM CARGA RESISTIVA Vp N — o Va = (Vans | | | Como 5 Voc = Yo 7 E Vas LA A ZA ve (03) (8) Ra 7/4470 Vac = 0,385Vp Logo o fator de ripple desta forma de onda será: 0.385V; cx100>r= r — Va Voc vo. nm x100> r=1,2x 100 >>3 r = 120% ELIÉSIO 10 E-mail: eliesio Oetrr.com.br RETIFICADOR DE MEIA ONDA COMPLETA COM CARGA RESISTIVA N VYN Voe = Vans + (Voc)? Como 5 Voc = W 7 Vp = Vp “(vwy o 4 Vic = (4) +(2) Vac =Vp ht Vi e PVaus = A. Logo o fator de ripple desta forma de onda será: p= gos r= x 100 r= 48% Voc Wrj, nm DIMENSIONAMENTO DOS DIODOS RETIFICADORES Quando trabalhamos com diodos retificadores temos que ter duas preocupações básicas: QUANDO POLARIZADO REVERSAMENTE 5 Com a tensão reversa aplicada no diodo Como sabemos na polarização reversa, existe uma tensão reversa máxima (TRM) que pode ser aplicada ao diodo sem que seja alcançado o valor da tensão de ruptura (Vr).Caso este valor seja atingido teremos o diodo danificado. Nomenclaturas normalmente usadas para tensão reversa máxima: TENSÃO REVERSA MÁXIMA VRM TENSÃO DE PICO INVERSA TPI TENSÃO REVERSA DE PICO >PIV TENSÃO REVERSA MÁXIMA DE TRABALHO — JVRWM QUANDO POLARIZADO DIRETAMENTE 5Com a corrente direta que o diodo irá conduzir Os diodos quando polarizados diretamente apresentam uma grande corrente de portadores majoritários, esta corrente não pode exceder o máximo permitido pela dissipação do diodo. CORRENTE DIRETA >IF CORRENTE MÉDIA DIRETA DIF (AV) CORRENTE DIRETA DE PICO REPETITIVO — JIFRM CORRENTE DIRETA DE PICO DE TRABALHO DIFWM ELIÉSIO 11 E-mail: eliesio Oetrr.com.br RETIFICADOR DE MEIA ONDA T D ID) V primário Vs RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA DI Vpl V primário Vp2 — D2 ID =Ip/r VR =Vp RL 4 ID = Vp/7 LA IF>IP/a VRWM > Vp IF>IP/7 — Vpl q +Vp2 1 VR=2Vp RETIFICADOR EM PONTE ID V primárk [é 4 D = Ip/n VR = Vp RL VRWM > 2 Vp IF > Ip/n VRWM > Vp CARACTERÍSTICAS DOS RETIFICADORES MONOFÁSICOS CARGA RESISTIVA VALORES MEIA ONDA PONTE ONDA COMPLETA Tensão média na carga> (Vpc) Vp/z 2Vp/z 2Vp/n Tensão eficaz na carga5(Vac) Vp/2 VpA2 VpAn2 Tensão inversa nos diodos Vp Vp Vp Fator de ripple 120% 48% 48% Capacidade do transformador em relação 3,48 Ppe 1,76 Ppc 1,25 Ppc à carga Quantidade de diodos 1 diodo 2 diodos 4 diodos ELIÉSIO 12 E-mail: eliesio Oetrr.com.br b5 a tensão contínua na carga; c5 a corrente contínua na carga; d5 a tensão eficaz na carga; e a corrente eficaz na carga; f5 a frequência de pulsação na carga; g a forma de onda de tensão na carga; h5 a forma de onda de tensão no diodo; i5 a forma de onde de corrente na carga; j o diagrama esquemático do circuito. 06] Para que um transformador alimente um retificador de meia onda com carga resistiva de 12 W, qual deverá ser sua capacidade mínima? 07] Para que um transformador com derivação central alimente um retificador de onda completa com carga resistiva de 12 W, qual deverá ser sua capacidade mínima? 08] Para que um transformador alimente um retificador de onda completa em ponte com carga resistiva de 12 W, qual deverá ser sua capacidade mínima? 09] Quanto ao aproveitamento de capacidade do transformador, qual o tipo de retificador mais indicado? ELIÉSIO 15 E-mail: eliesio Oetrr.com.br 10] O que é ondulação na carga? 11] O que é fator de ondulação? 12] O que é fator de ripple? 13] Uma carga está sendo alimentada por uma tensão pulsativa de 18Vp e uma tensão contínua de 15Vpc. Determine: a o fator de ondulação; b5 o fator de ripple; 14] Como é definida a potência numa carga alimentada por tensão retificada? 15] A uma carga resistiva está sendo aplicado uma tensão retificada em meia onda com 20Vp. Determine: a> o valor de Vpc; b35 o valor de Vams: c5 o valor do fator de ripple; 16] A uma carga resistiva está sendo aplicado uma tensão retificada em onda completa onda com 20Vp. Determine: a> o valor de Vpc; b35 o valor de Vams: c5 o valor do fator de ripple ELIÉSIO 16 E-mail: eliesio Oetrr.com.br 17] Durante um projeto, qual a preocupação os diodos na polarização inversa? 18] Durante um projeto, qual a preocupação os diodos na polarização direta? 19] Um retificador de meia onda aplica uma tensão de 25Vp a uma carga resistiva. Determine: a corrente direta do diodo [IF]; b] tensão reversa repetitiva máxima do diodo [VRRM] 20] Um retificador de onda completa com CT aplica uma tensão de 25Vp a uma carga resistiva. Determine: a corrente direta do diodo [IF]; b] tensão reversa repetitiva máxima do diodo [VRRM] 21] Um retificador de onda completa em ponte aplica uma tensão de 25Vp a uma carga resistiva. Determine: a corrente direta do diodo [IF]; b] tensão reversa repetitiva máxima do diodo [VRRM] 22] Um transformador abaixador com tensão no secundário de 12 V está alimentando um retificador de meia onda com carga resistiva de 100 2. Determine: a) Tensão média na carga; b) Corrente média na carga; o) Tensão de pico inversa aplicada ao diodo; ELIÉSIO 17
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