Introdução

GRECO-CIN-UFPEProf. Manoel Eusebio de Lima

Programa do curso Introdução (conceitos)

– Fonte de tensão– Fonte de Corrente– Teorema de Thevenin– Teorema de Norton– Resistores/capacitores (revisão)

Semicondutores– Revisão semicondutores– Diodos

• Tipos de diodos e aplicações

– Transistores• Transistores bipolares,

polarização e aplicações

Cont.– Amplificadores de tensão e

de potência– Seguidor de emissor– Transistor de efeito de

campo• Circuitos com FET

– Amplificadores Operacionais e aplicações

– Osciladores– Filtros

Instrumentação/ferramentas– Osciloscópio Digital– Fontes de alimentação– Gerador de funções– Multímetro Digital

Ferramenta de CAD (?)

Programa do curso Aplicações

– Fontes de alimentação– Conversores A/D e D/A– Comunicação: interfaces

RS232, RS485 Projetos da disciplina Exercícios escolares

Referências1. Eletrônica, Malvino, Vol I e Vol II, 4a Edição, Pearson Education –

Makron Books, 2004.2. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de circuitos, Robert L. Boylestad,

Loius Nashelsky, 8a edição, Pearson Education – Prentice Hall, 2004.3. Microeletrônica, Kenneth C Smith, Adel S. Sedra, 4ª edição.

Projetos da disciplina Fonte de alimentação

– Reguladores de tensão Filtros Amplificadores de baixa potência (som) Conversor A/D e D/A Osciladores Comunicação Robô

Projeto - RobôA/D

D/A

Microfone

Auto-falante

Sensor de proximidadeMux-Analógico(chave MOS)

Amplificador

Amplificador

RobôDriver

Driver

Driver

Motor DC

Motor DC

Motor de passo

A/D

D/A

Microfone

Auto-falante

Fontes de alimentação Fonte de alimentação

– Para que qualquer circuito funcione adequadamente é necessário uma fonte de energia:

• Fonte de tensão – Fornece uma tensão constante ao circuito conectado a ela.

• Fonte de corrente– Fornece uma corrente constante ao circuito conectado a

ela.

Fonte de tensão Fonte de alimentação que fornece uma tensão constante ao

circuito conectado a ela, “independente” de sua carga elétrica.– Dizemos que uma fonte de tensão é ideal quando ela apresenta

uma resistência interna igual a “zero”. Ou seja, apenas a corrente muda no circuito em função da carga RL

+V

RL

I = V/RL

0

?

Não existe fonte de tensão capaz de fornecer uma corrente de valor infinito desde que toda fonte de tensão possui uma resistência interna

RS

– Uma fonte de tensão Real, no entanto, não pode fornecer uma corrente infinita quando sua carga vai para zero, uma vez que a mesma sempre possui uma pequena resistência interna.

VL < V

Fonte de tensão Real

Características– Deve possuir sempre uma resistência interna bem menor que a

resistência de carga.– Para fins de cálculo podemos desprezar está resistência interna da

fonte quando a mesma é da ordem de 100 vezes menor que a resistência equivalente da carga do circuito.

V=12V RL 6

I = V/RL

+RS = 0,06

Exemplo:

VL < V

VL = 12 - IRS

RL >> RS

Fonte de corrente Fonte de alimentação que fornece uma corrente constante ao

circuito conectado a ela, “independente” de sua carga elétrica.– Dizemos que uma fonte de corrente é ideal quando ela apresenta

uma resistência interna muito alta. Ou seja, apenas a tensão muda no circuito em função da carga RL

– Uma fonte de corrente Real fornece uma corrente quase constante quando o valor da resistência de sua carga é bem inferior a sua resistência interna.

+V

RL

I = V/(RS+RL) Constante

RS

Como RL é bem menor que a resistência interna da fonte, a corrente quase não se altera no circuito (I constante)

<< RS

Fonte de corrente

Características– Deve possuir sempre uma resistência interna bem maior (ideal

seria RS -> ) que a resistência de carga.– Para fins de cálculo podemos desprezar o valor da resistência de

carga do circuito quando esta é da ordem de 100 vezes menor que a resistência interna da fonte.

+

V=12VRL = 10K

RS = 10 MI = 12 (10x106+RL)

Exemplo:Fonte de corrente Real (simbologia)

RS

Fonte de corrente

RS (10M ) RL

I RL (K) I(A)

0 1,2001 1,199

10 1,198100 1,188

1000 1,090I = 12 A (10x106+RL)

RL (K)

I(A)

100

Ponto de 99%

Região quase ideal

Teorema de Thevenin O teorema de Thevenin visa simplificar a análise de um circuito

em observação, com qualquer combinação de resistores (malha resistiva) e fontes, considerando um único circuito equivalente que comporta apenas uma única fonte e um resistor em série.

A tensão de thevenin é a tensão na carga com o circuito aberto.

Circuito equivalente Thevenin

A resistência de Thevenin é a resistênciaequivalente vista entre os pontos A e B com as resistências de todas as fontesde tensão substutuídas por um curto circuito (RS=0) e todas as resistências de fonte de corrente substituídas por um circuito aberto (RS=).

Teorema de Thevenin

Exemplo A tensão de Thevenin é aquela que aparece nos terminais de carga quando desconectamos o resistor de carga.

(1K)(2K)

(2K)

12V

Circuito original

Resistor de carga (RL)

(2K)6V

Equivalente Thevenin

(RL)

Teorema de Norton

Qualquer coleção de fontes e resistores (malha resistiva) com dois terminais é eletricamente equivalente a uma fonte de corrente ideal em paralelo com resistor. O valor do resistor é o mesmo que aquele no circuito equivalente Thevenin. A corrente da fonte de corrente pode ser encontrada dividindo-se a tensão do circuito aberto (Thevenin) pelo valor do resistor.

=

i = VAB/r

Tensão de Thevenin

Teorema de Norton

Exemplo

(1K)(2K)

(2K)

12V

= 2K

i = VAB/r= 6/2000 (A) = 0,003 A

Tensão de Thevenin

Thevenin - Norton

Dado o circuito abaixo, calcular– O circuito equivalente Thevenin– A potência dissipada em R6– O circuito equivalente Norton

Potência ?

•Valor dos resistores em • http://esdstudent.gcal.ac.uk/Thevenin3.htm

a) Remova R2 do circuito

b) Calcule o resistor resultante de R3||R4

c) Calcule valor da VAB a qual é igual a tensão em RA

V1= 20 VR2 e RA dividem a tensão (são divisores de tensão no circuito)

VR2= VRA=10 VQue será a tensão de Thevenin

d) Remova V1 e insira sua resistência equivalente (considere RVT = 0 )

e) Calcule a resistência equivalente vista a partir A e B

f) Circuito equivalente Thevenin h) Circuito equivalente Norton

14.5

Potência em R6P= V.I = R. I.I = R.I2

I = VT/RT+R6 =>I = 10/(14.5+R6) A = 0,606 A

P = (2).(0,606)2 = 0,73 W

I = 0.689

Thevenin

Calcular a corrente fluindo em R6 e a potência dissipada. Utilize circuito equivalente Thevenin

a) Remova R6 do circuito. b) Calcular resistências equivalentes: R4 e R5 estão em paralelo com R3

c) Circuito com resistor equivalente RA = 4 RA= R3|| (R4 em série com R5)

d) A tensão VAB é igual a tensão em R2. VR2 pode ser calculada multiplicando-se a corrente que flui em R2 por sua resistência

I

I = (V1-V2)/(R1+R2) =>I = 18/12 = 1,5 ALogo:VR2= VAB = I.R2 = 12V VR2 = 12V

e) Cálculo da resistência equivalente Substitua as fontes por suas resistências equivalentes e calcule a Resistência equivalente do circuito vista a partir de AB

R = R1||R2 = 2,66

f) Circuito equivalente Thevenin. Repondo R6 nós temos que: 1. Corrente em R6 I = 12/(ZT+R6) = 0.94 A

2. Potência dissipada em R6 P = R6. I2 = 5,3 W

g) Circuito equivalente Norton

6.67

I = 1.799

Exercícios

Exercícios de revisão– Pgs 16 – 21 (Malvino – Vol I)