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Lista de Exercícios de Eletrônica Analógica

Lista X de Eletrônica Analógica I – Revisão Geral

Prof. Gabriel Vinicios Silva Maganha (http://www.gvensino.com.br)

Lista de Exercícios 10 de Eletrônica Analógica – Dia 2 (Day Two)

Cronograma de Estudos:

Dia 1 – Revisão sobre os Fundamentos da Eletrônica Analógica – Semicondutores e Diodos

Dia 2 – Retificadores e Filtros Capacitivos

Dia 3 – Reguladores de Tensão com Diodo Zener e Regulador Monolítico 78XX

Bons estudos!

Dia 3 - Day Three

1. Os reguladores ou estabilizadores de tensão servem para:

( A ) Aumentar a tensão de saída de uma fonte;

( B ) Eliminar o Ripple e ajustar a tensão de saída em um valor determinado;

( C ) Ajustar a tensão de saída em um valor determinado;

( D ) Regular a corrente que vai ser consumida pela carga;

2. Um diodo Zener polarizado diretamente funciona:

( A ) Como um diodo comum;

( B ) Como um diodo queimado (aberto);

( C ) Como um diodo queimado (em curto);

( D ) Não conduz corrente

3. Sobre o diodo Zener polarizado reversamente:

( A ) Não conduz corrente nunca;

( B ) Não conduz corrente até que a tensão sobre ele seja igual a Vz. Então conduz;

( C ) Sempre conduz corrente;

( D ) Só conduz corrente quando sua tensão é menor que VZ;

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4. [SIMULAÇÃO] Monte no Proteus o regulador Zener abaixo, utilizando os seguintes componentes:

a. uma Bateria de 18V (Battery)

b. Um Diodo Zener modelo 1n5237B (Vz = 8V2 e Pz = 500mW)

c. Uma carga resistiva de 900 Ω (RES)

d. Um voltímetro DC para medir a tensão na carga (DC Voltmeter)

Calcule o valor ideal do Resistor de Segurança RS e teste no Proteus para ver se a tensão na carga de fato

vai dar 8,2V.

5. Qual será a Tensão na Carga da fonte linear abaixo?

( A ) 8,4V

( B ) 1,8V

( C ) 5,8V

( D ) 4V

D1Vz = 5V1

D2Vz = 3v3

C1

RS

RL


6. Qual será a tensão na carga da fonte linear abaixo?

( A ) 8,4V

( B ) 1,8V

( C ) 5,8V

( D ) 4V

7. [SIMULAÇÃO] Monte a fonte linear regulada abaixo no Proteus. Os materiais utilizados serão:

a. ALTERNATOR (ajustar para 220Vrms / 60Hz)

b. TRAN 2P-3S (ajustar para 10:1)

c. 4 DIODOS 1N4001 (Diodos de Silício para Retificador em ponte)

d. 1 CAPACITOR (a ser calculado)

e. 2 RESISTORES, RS (a ser calculado) E Carga RL = 5kΩ

f. 1 DIODO ZENER MODELO 1N5247B (17Vz / 500mW)

O Ripple desejado é de no máx. 10% da tensão máxima no Capacitor.

Calcule:

a) Tensão de Pico no Capacitor (VCp)

b) Tensão de Ripple (Vond)

c) Tensão média filtrada (VCmed)

d) IzM, Izm e IRL

D1Vz = 5V1

D2Vz = 3v3

C1

RS

RL


e) IRSMáx.

f) RS mínimo, Máximo e ideal

g) Valor mínimo do Capacitor (C)

h) Com o osciloscópio, veja a forma de onda no Filtro Capacitivo

i) Com o osciloscópio e com o voltímetro DC, veja a Forma de Onda e meça a tensão na carga RL

8. No exercício anterior (7), você montou uma fonte linear regulada completa, com tensão de saída de

17V. O que acontece com a forma de onda na Carga se desconectarmos o capacitor de filtro? Faça o

teste no simulador e explique porque a onda ficou daquele jeito.

9. As principais vantagens dos reguladores monolíticos 78XX são:

( A ) São mais baratos e mais fáceis de serem encontrados;

( B ) Possuem ampla variedade de valores de tensão;

( C ) São simples de se trabalhar, não precisando de resistores de segurança e nem de

muitos cálculos;

( D ) Apesar de serem mais complicados de se trabalhar, eles não necessitam de muitos

cálculos;

10. Os reguladores monolíticos possuem uma corrente máxima de saída de:

( A ) 10mA

( B ) 500mA

( C ) 1A

( D ) 5A

11. [SIMULAÇÃO] Vamos aproveitar a fonte linear que montamos no exercício 7 para este exercício. Só

que agora vamos trocar de regulador: ao invés de usarmos um diodo Zener e seu resistor de

segurança, vamos utilizar um regulador monolítico 7818, para obter 18V de tensão de saída na

Carga. Com um osciloscópio e voltímetro DC, comprove a forma de onda limpa, pura, na Carga e

também a tensão de 18V sobre a Carga.

12. [SIMULAÇÃO] Vamos acrescentar mais duas saídas à nossa fonte: uma de +5V e outra de +12V,

usando os reguladores monolíticos 78XX. Não precisa colocar carga nessas duas novas saídas,

vamos apenas inserir nelas o voltímetro para medir sua tensão.


13. Abaixo temos uma fonte linear regulada com reguladores monolíticos 78XX com 3 saídas

diferentes: +5V, +12V e +24V.

Considerando que a tensão de ripple deve ser de no máximo 3V, calcule:

a) Tensão de Pico no Capacitor (VCp)

b) Tensão média filtrada no Capacitor (VCmed)

c) Corrente que saí do capacitor;

d) Valor mínimo do Capacitor;

FIM!

Meus sinceros parabéns se você chegou até aqui! Estou muito orgulhoso de

você!

Ass.: Gabriel.

C1

127 Vrms

60 Hz

0° 5:1

RL1

1kΩ

U1LM7812KC

LINE VREG

COMMON

VOLTAGE

U2LM7805KC

LINE VREG

COMMON

VOLTAGE

U3LM7824CT

LINE VREG

COMMON

VOLTAGE

RL2

1kΩ

RL3

500 Ω


Respostas:

1 – B

2 – A

3 – B

4 – Resultados abaixo:

IzM Izm IRL RSM RSm RsIdeal

0,060976 0,006098 0,009111 644,3692 139,8268 392,098

E a comprovação de que realmente funcionou:

5 – A

6 – D

7 – Resolução abaixo:

a) VCp = 29,708V

b) Vond = 2,97V

c) VCmed = 28,22V

d) IzM = 29,41mA, Izm = 2,94mA, IRL = 3,4mA

e) IRSM = 29,41mA + 3,4mA = 32,81mA

f) RSm = 342Ω, RSM = 1769,9Ω, RSideal = 1056Ω

g) C >= 92µF


h) Imagem (note o ripple sobre o Capacitor de Filtro):

i) Veja que na Carga não há mais ripple e a onda é DC pura, limpa.


8 – Deve ficar parecido com a imagem abaixo:

A onda ficou assim pois, ao retirarmos o filtro capacitivo, a forma de onda

deixou de ser uma onda filtrada e passou a ser uma onda contínua pulsante

(onda completa). Podemos comprovar isso medindo a tensão após o retificador:

Como o filtro capacitivo foi retirado, é essa a forma de onda que irá para o

regulador Zener. Por isso, a forma de onda na Carga ficará uma contínua


pulsante, entretanto, o Zener irá limitar o valor máximo da tensão na carga em

17V, e por isso, a onda ficará sem a parte de cima, eliminada pelo Zener:

9 – C

10 – C


11 – Repare na tensão contínua pura e perfeita no osciloscópio, bem como nos

18V apontados pelo voltímetro – você também consguirá medir os 18V no

osciloscópio, basta olhar e fazer a conta.


12 –

13 -

a) V2p = 35,92V

VCp = V2p – 1,4 = 34,52V

b) VCmed = 34,52 – (3V/2) = 33,02V

c) IRL1 = 24/1k = 24mA

IRL2 = 12/1k = 12mA

IRL3 = 5/500 = 10mA

IC = 24mA + 12mA + 10mA = 46mA

d) C >= 46mA / (120 x 3) = 127,78µF

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