relatório-_-eletrônica-_-analógica-_-prática-_-01

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  • 7/24/2019 Relatrio-_-Eletrnica-_-Analgica-_-Prtica-_-01

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    INSTITUTO FT

    MARIA RAY

    RELATRIO 0

    ONDA COMP

    DERAL DE EDUCAO, CICNOLOGIA DO CEAR.NGENHARIA MECATR NICA

    ANNE ALVES RODRIGUES MOR20122015010186

    : RETIFICADORES DE MEI

    ETA COM TAP CENTRALOMPLETA EM PONTE.

    Fortaleza2015

    NCIA E

    EIRA

    -ONDA,

    ONDA

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    MARIA RAYANNE ALVES RODRIGUES MOREIRA

    RELATRIO 01: RETIFICADORES DE MEIA-ONDA,ONDA COMPLETA COM TAP CENTRAL E ONDA

    COMPLETA EM PONTE.

    Trabalho apresentado como requisito parcial para aprovaona disciplina Laboratrio de Eletrnica Analgica do Cursode Engenharia Mecatrnica, Instituto Federal de Educao,Cincia e Tecnologia do Cear.

    Prof. Msc. Francisco Eudes Oliveira Barrozo

    Fortaleza2015

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    RESUMO

    O dispositivo semicondutor eletrnico chamado diodo capaz, dentre suas inmerasaplicaes, de converter tenso alternada em contnua. Sua aplicao como retificador permite

    que ele seja aplicado em circuitos cuja inteno obter uma frequncia de sada maior do quea de entrada permite que se obtenha um valor relativo da tenso de pico em sua sada alm deque quando combinado com filtros capacitivos ele se mostra eficiente na sua produo de umsinal praticamente constante. A compreenso do princpio de funcionamento do diodo abase para se entender ouros dispositivos eletrnicos.

    Palavras-chave: Diodos; juno p-n; retificadores; filtros capacitivos.

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    SUMRIO

    SUMRIO 4

    LISTA DE FIGURAS 6

    INTRODUO 7

    1

    DESENVOLVIMENTO 8

    1.1 DIODO 8

    1.2

    RETIFICADOR DE MEIA-ONDA 12

    1.3 RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM TAP CENTRAL 13

    1.4 RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM PONTE 15

    1.5 RETIFICADOR COM FILTRO CAPACITIVO 17

    2 DESENVOLVIMENTO E RESULTADO DAS EXPERINCIAS REALIZADASNO LABORATRIO 17

    2.1 EXPERINCIA 01: RETIFICADOR DE MEIA ONDA 17

    2.1.1

    DIAGRAMA DE MONTAGEM 17

    2.1.2 FORMA DE ONDA NA CARGA VISTA NO OSCILOSCPIO 18

    2.1.3 VALOR MDIO NA CARGA 18

    2.1.4 VALOR EFICAZ NA CARGA 19

    2.1.5 RETIFICADOR DE MEIA ONDA COM FILTRO CAPACITIVO 19

    2.2

    EXPERINCIA 02: RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM TAPCENTRAL 20

    2.2.1

    DIAGRAMA DE MONTAGEM 20

    2.2.2 FORMA DE ONDA NA CARGA VISTA NO OSCILOSCPIO 21

    2.2.3

    VALOR MDIO NA CARGA 22

    2.2.4 VALOR EFICAZ NA CARGA 22

    2.2.5 RETIFICADOR DE MEIA ONDA COM FILTRO CAPACITIVO 23

    2.3 EXPERINCIA 03: RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM PONTE 24

    2.3.1 DIAGRAMA DE MONTAGEM 24

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    2.3.2

    FORMA DE ONDA NA CARGA VISTA NO OSCILOSCPIO 24

    2.3.3 VALOR MDIO NA CARGA 25

    2.3.4 VALOR EFICAZ NA CARGA 25

    2.3.5 RETIFICADOR DE MEIA ONDA COM FILTRO CAPACITIVO 26

    3 CONCLUSO 28

    4 REFERNCIA BIBLIOGRFICA 29

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    LISTA DE FIGURAS

    Figura 1 Diodo sem polarizao: distribuio interna de carga ............................................... 10

    Figura 2 Smbolo do diodo com a sua polaridade definida. ..................................................... 10Figura 3 Diodo reversamente polarizado. ................................................................................ 11

    Figura 4 Polarizao direta do diodo semicondutor. ................................................................ 12Figura 5 Diagrama de circuito, entrada e sada do retificador de meia onda. .......................... 12

    Figura 6 Retificador de onda completa com tap central. .......................................................... 13Figura 7 Circuito equivalente para o semiciclo positivo e semiciclo negativo do retificador deonda completa. .......................................................................................................................... 14

    Figura 8 Diagrama de circuito retificador de onda completa em ponte. .................................. 15Figura 9 Sinal de sada do retificador de onda completa em ponte. ......................................... 16

    Figura 10 Diagrama de circuito da primeira prtica: retificador de meia onda. ....................... 17Figura 11 Sinal de sada de meia onda retificado no resistor. .................................................. 18

    Figura 12 Retificador de meia onda com filtro capacitivo. ...................................................... 19

    Figura 13 Diagrama de circuito da segunda prtica: retificador de onda completa com tapcentral. ...................................................................................................................................... 20

    Figura 14 Sinal de sada de onda completa com derivao central retificado no resistor. ....... 21Figura 15 Retificador de onda completa com tap central com filtro capacitivo....................... 23Figura 16 Diagrama de circuito da terceira prtica: retificador de onda completa em ponte. .. 24

    Figura 17 Sinal de sada de onda completa em ponte retificada no resistor. ............................ 24Figura 18 Retificador de onda em ponte com filtro capacitivo. ............................................... 26

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    INTRODUO

    Com os avanos da tecnologia e o advento da era moderna, cada vez maisperceptvel o uso de equipamentos eletrnicos. Devido a vrios motivos, a distribuio de

    energia feita em sistema alternado. Mas o funcionamento de equipamentos eletrnicos s

    acontece devido ao sistema contnuo. Portanto, preciso de que exista componentes e /ou

    circuitos capazes de oferecer tamanha proeza: converter tenso alternada em tenso contnua.

    Os componentes que so responsveis por esse feitio so os retificadores. Que podem ser

    monofsicos, trifsicos ou polifsicos, podem ser controlados ou no controlados.

    O retificador monofsico no controlado chamado de diodo, devido s suas

    caractersticas e propriedades ele capaz de converter c.a. em c.c.

    Com o objetivo de aprofundar os conhecimentos nessa rea, esse relatrio traz consigo

    as aplicaes e uma brevidade sobre o funcionamento dos diodos retificadores. Alm de

    promover a prtica de ensaios da teoria em laboratrio, permitindo o manuseio de

    equipamentos e componentes. Tambm se torna possvel fazer anlises e comparaes das

    aplicaes desse diodo em diferentes tipos de circuitos.

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    1 DESENVOLVIMENTO

    1.1 DIODO

    O diodo um componente eletrnico semicondutor, cuja condutividade est entre os

    bons condutores e os dieltricos. Os materiais semicondutores so divididos em duas classes:

    cristal singular e composto. Sendo que a primeira possui uma estrutura cristalina repetitiva e a

    segunda ocorre com a combinao de dois ou mais materiais semicondutores. Como exemplo

    desses materiais, destacam-se o germnio (Ge) e o silcio (Si), da primeira classe, e o arseneto

    de glio (GaAs), da segunda.

    Aps a descoberta do diodo, o material mais utilizado para a sua confeco era ogermnio porque era disponvel em grandes quantidades, fcil de encontrar e ainda era fcil

    de obter seus elevados nveis de pureza. No entanto, ele possua uma falha: sua corrente

    reversa era excessiva, alm de ser muito sensvel e sofrer variaes de temperatura, dando-lhe

    baixa confiabilidade. Para resolver esse problema, cientistas recorreram para outro material

    semicondutor: o silcio, que extremamente abundante na Terra, e tem pouca sensibilidade s

    variaes de temperatura. Todavia, a fabricao de dispositivos com silcio sofria por conta

    dos problemas que seu polimento enfrentava, era difcil refin-lo para a sua obteno de

    pureza elevada. Felizmente, cientistas resolveram esse problema e conseguiram fabricar

    semicondutores com o silcio. O arseneto de glio em comparao ao silcio e ao germnio

    possui uma qualidade importante: velocidade de operao elevada. Entretanto, ele caro e

    bem mais difcil de purificar. Logo, o silcio passou a ser o semicondutor mais utilizado na

    fabricao de componentes eletrnicos.

    Os materiais condutores possuem um eltron na camada de valncia, os isolantes

    possuem oito e os semicondutores possuem quatro eltrons na sua ltima camada. O silcio e

    o germnio so tetravalente, os que possuem trs eltrons em sua camada de valncia so

    chamados de trivalente e os que possuem cinco so os pentavalentes. Como os condutores s

    possuem um eltron, logo se torna mais fcil remover esse eltron livre isso mostra o porqu

    dele conduzir eletricidade mais facilmente, j que o potencial de ionizao necessrio para se

    remover o eltron de valncia menor do que o potencial para se remover os eltrons de

    valncia dos semicondutores e dos dieltricos.

    Os eltrons de valncia dos cristais de silcio e germnio formam um arranjo de

    ligao com quatro tomos adjacentes. Essa ligao entre os tomos conhecida como

    covalente.

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    O material semicondutor que foi refinado para reduzir o nmero de impurezas a um

    nvel muito baixo chamado de intrnseco. Alm da caracterstica intrnseca do material outra

    propriedade importante a mobilidade relativa que a capacidade dos portadores livres se

    moverem pelo material. Essa caracterstica mostra a capacidade de resposta do semicondutor.

    Os semicondutores e condutores se diferenciam tambm em relao sua reao ao

    calor. Nos condutores, a resistncia proporcional ao calor, ou seja, se a temperatura aumenta

    a resistncia tambm aumenta. J nos condutores ocorre o contrrio, a condutividade aumenta

    com o calor. Assim, materiais condutores tm coeficiente de temperatura positivo e os

    materiais semicondutores tm coeficiente de temperatura negativo.

    A sensibilidade de cada semicondutor s variaes de temperatura est relacionada ao

    nvel de energia que os eltrons de valncia precisam para vencer a barreira de conduo.Um eltron na banda de valncia do silcio deve absorver mais energia doque outro na banda de valncia do germnio para se tornar um portadorlivre. Da mesma forma, um eltron na banda de valncia do arseneto deglio deve ganhar mais energia do que outro no silcio ou germnio paraentrar na banda de conduo. (BOYLESTAD, 2013, p. 5).

    Para se alterar as caractersticas de um material semicondutor puro adicionam-se

    tomos de impurezas. Esse processo conhecido como dopagem, a partir da o semicondutor

    passar a ser um material extrnseco. O processo de dopagem gera dois tipos de materiais:

    tipo n e tipo p.

    Um material do tipo n criado pela adio de elementos de impureza no silcio que

    contenham cinco eltrons de valncia, pentavalentes, nesse caso esses tomos so chamados

    de doadores. J o tipo p criado pela introduo de elementos de impureza que contenham

    trs eltrons na sua ltima camada, trivalentes, tomos aceitadores. Ento, no material do tipo

    n, devido sua dopagem, como sobrar eltron, ele se chamar de portador majoritrio e a

    lacuna de portador minoritrio. Entende-se como lacuna o espao vazio, que indica a ausncia

    de carga negativa. Em um material do tipo p, a lacuna o portador majoritrio e o eltron

    portador minoritrio.

    O diodo a juno desses dois tipos de materiais. Nesse caso, dois materiais so

    unidos, os eltrons e as lacunas se combinam na regio de juno. Nessa regio acontece a

    falta de portadores livres, conhecida como regio de depleo. Quando se coloca dois

    terminais, um em cada lado, dessa juno existe o diodo.

    O diodo pode ser polarizado de trs formas: sem polarizao, polarizao direta e

    polarizao reversa. Ou seja, ao aplicar uma tenso externa a esses terminais excitando o

    dispositivo ele pode responder das trs formas citadas.

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    Quando no h polarizao significa que o componente no tem nenhuma tenso

    externa aplicada aos seus terminais. Dessa forma, a tenso sobre seus terminais 0V e a

    corrente resultante 0A.

    Figura 1 Diodo sem polarizao: distribuio interna de carga

    Observa-se na Figura 1 o diodo sem polarizao, assim a tenso sobre os terminais, VD

    = 0V e consequentemente a corrente que circula no diodo, ID = 0A. verificado tambm que

    nessa situao, as lacunas (portadores minoritrios) no material do tipo n que se encontrarem

    na regio de depleo passaro rapidamente para o material do tipo p. Quanto mais prximo o

    portador minoritrio estiver da juno, maior ser a atrao para a camada de ons negativos e

    menor a oposio oferecida pelos ons positivos na regio de depleo do material do tipo n.

    Figura 2 Smbolo do diodo com a sua polaridade definida.

    Na Figura 2 mostrado o smbolo de um diodo, mostrando a juno p-n. Se for

    aplicada no diodo uma tenso como mostrada na Figura 2, com a mesma polaridade indicada,

    tem-se uma tenso positiva. Onde o terminal pelo qual entra a corrente chamado de anodo eo terminal por onde ela sai chamado de catodo.

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    Dessa forma, conclui-se que quando no h polarizao o fluxo lquido de carga em

    um sentido igual a zero, no havendo corrente.

    Na polarizao reversa, existe uma diferena de potencial aplicada aos terminais do

    diodo, com o terminal positivo da excitao (fonte de tenso, por exemplo) ligado ao material

    do tipo n e o terminal negativo aplicado ao material do tipo p.

    Figura 3 Diodo reversamente polarizado.

    Na polarizao reversa, quando VD< 0V, o diodo funciona como uma chave aberta, a

    corrente que o atravessa praticamente nula, essa corrente conhecida como corrente de

    saturao reversa, IS, essa corrente tem valor extremamente pequeno, praticamente nula,

    porque a camada de depleo do diodo muito maior. Isso ocorre, pois o nmero de ons

    positivos descoberto na regio de depleo do material do tipo n aumentar devido ao grande

    nmero de eltrons livres atrados para o potencial positivo da tenso aplicada. Na Figura 3 ao

    lado direito pode-se ver o smbolo do diodo e sua polarizao reversa.

    A polarizao direta acontece quando a tenso aplicada aos terminais do diodo, VD,

    maior do que zero. Ou seja, o terminal positivo da fonte ligado ao material do tipo p e o

    terminal negativo da fonte conectado ao terminal do tipo n. Como pode ser observado na

    Figura 4. Logo, o diodo funciona como uma chave fechada e passa a conduzir a corrente ID.

    Tendo em vista que a camada de depleo bem menor, j que os eltrons contidos no

    material do tipo n e as lacunas do material do tipo p se recombinam com os ons prximos

    fronteira, resultando na diminuio da regio de depleo. Quanto mais a tenso entre os

    terminais do diodo aumenta, mais a regio de depleo diminui. E a funo ID versus VD

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    exponencial. A tenso VDnecessria para o diodo de silcio conduzir de 0,7V, j o germnio

    de 0,3V.

    Figura 4 Polarizao direta do diodo semicondutor.

    Dentre as aplicaes do diodo destacam-se os circuitos retificadores. Segundo

    Malvino, um diodo retificador um diodo otimizado para ser capaz de converter corrente

    alternada em corrente contnua.

    1.2

    RETIFICADOR DE MEIA-ONDA

    Figura 5 Diagrama de circuito, entrada e sada do retificador de meia onda.

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    Partindo do princpio do diodo, que quando polarizado diretamente ele conduz uma

    corrente e quando polarizado reversamente ele bloqueia. O retificador de meia onda, de

    acordo com a Figura 5, no semiciclo positivo da tenso de entrada, Vin, polariza o diodo

    diretamente, permitindo que se tenha tenso na carga. J no semiciclo negativo, o diodo

    polarizado reversamente e no h mais tenso na carga, toda a tenso fica sobre o diodo, pois

    nesse instante ele funciona como uma chave aberta, que faz abrir o circuito e impede a

    circulao de corrente. Logo, o retificador de meia onda s conduzir quando a tenso estiver

    no semiciclo positivo, assim a corrente na carga unidirecional, ou seja, ela circula somente

    em um sentido. Observando a Figura 5, pode-se notar que o sinal de sada de meia onda uma

    tenso cc pulsante.

    O valor cc de um sinal o mesmo valor mdio. No retificador de meia onda, o valor cc dado pela frmula a seguir:

    Onde a tenso de pico ou e a tenso eficaz de entrada.

    O valor eficaz do sinal de sada do retificador de meia onda dado por:

    Sobre a frequncia de sada, ocorre que a mesma de entrada, pois o perodo

    permanece o mesmo.

    1.3 RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM TAP CENTRAL

    Figura 6 Retificador de onda completa com tap central.

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    O retificador de onda completa com tap central, ou derivao central, equivalente a

    dois retificadores de meia onda, por causa da tomada central, como indicado na Figura 6.

    Cada um dos retificadores tem uma tenso de entrada igual a metade da tenso do secundrio

    do transformador. O ponto central do transformador aterrado.

    Conforme a Figura 6, no semiciclo positivo de tenso de entrada, o diodo D1 conduz

    deixando circular uma corrente pela carga. J no semiciclo negativo, o diodo D2 conduz,

    assim circula uma corrente pelo resistor e se tem uma tenso sobre ele. Logo, a corrente

    retificada circula pelos dois semiciclos. Durante os dois semiciclos, a tenso na carga tem as

    mesmas polaridades e a corrente na carga circula no mesmo sentido. Dessa forma, a tenso

    c.a. de entrada transformada para uma tenso c.c. pulsante na carga.

    Figura 7 Circuito equivalente para o semiciclo positivo e semiciclo negativo do retificador de onda completa.

    O valor cc ou valor mdio do sinal de sada do retificador de onda completa com

    derivao central o dobro do valor mdio do sinal de meia onda, porque o sinal de onda

    completa tem dois semiciclos positivos igual ao de meia onda, logo:

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    Onde a tenso de pico ou e a tenso eficaz de entrada, indicado na

    Figura 6 como Vi.

    O valor eficaz do sinal de sada do retificador onda completa com tap central :

    No retificador de onda completa, o perodo do sinal de sada menor do que o perodo

    do sinal de entrada. Assim, conclui-se que a frequncia de sada do sinal retificado o dobro

    da frequncia do sinal de entrada.

    Onde a frequncia de sada e a frequncia de entrada.

    1.4 RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM PONTE

    Figura 8 Diagrama de circuito retificador de onda completa em ponte.

    No retificador de onda completa em ponte existe uma onda completa de tenso na

    sada, seu esquema de ligao est mostrado na Figura 8.

    O princpio de funcionamento bem simples: no semiciclo positivo da tenso de

    entrada, o diodo D2 polarizado diretamente aonde conduz deixando circular corrente pela

    carga e posteriormente pelo diodo D3, enquanto que os diodos D1 e D4 bloqueiam no

    semiciclo negativo.

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    No semiciclo negativo ocorre o inverso, os diodos D4 e D1 conduzem enquanto os

    diodos D2 e D3 bloqueiam. Em ambos os casos a tenso na carga positiva, ou seja, durante

    os dois semiciclos, a tenso na carga tem a mesma polaridade e a corrente tem o mesmo

    sentido. O retificador mudou a tenso c.a. de entrada para a tenso c.c. pulsante de sada. Em

    comparao com o retificador de onda completa com derivao central, o retificador em ponte

    utiliza a tenso total do secundrio do transformador.

    Figura 9 Sinal de sada do retificador de onda completa em ponte.

    O valor cc ou valor mdio do sinal de sada do retificador de onda completa em ponte

    :

    Onde a tenso de pico ou e a tenso eficaz de entrada total do

    secundrio do transformador.

    O valor eficaz do sinal de sada do retificador de onda completa em ponte :

    A frequncia de sada do sinal retificado o dobro da frequncia do sinal de entrada.

    Onde a frequncia de sada e a frequncia de entrada.

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    1.5 RETIFICADOR COM FILTRO CAPACITIVO

    Segundo Malvino, a sada do retificador tem dois componentes diferentes: uma tenso

    c.c. (o valor mdio) e uma tenso c.a. (a parte flutuante). Cada uma delas age como fontesseparadas. Quando se coloca um capacitor na sada tem-se uma tenso c.a. muito baixa no

    resistor de carga. Quase todo o componente c.a. bloqueado pelo capacitor e quase todo

    componente c.c. passa para a carga. Assim, obtm-se uma tenso c.c. quase perfeita, quase

    constante. O pequeno valor de tenso c.a. na carga chamado de ondulao. Esse filtro com

    capacitor produz uma tenso c.c. de sada igual ao valor de pico da tenso retificada.

    2

    DESENVOLVIMENTO E RESULTADO DAS EXPERINCIAS REALIZADASNO LABORATRIO

    2.1 EXPERINCIA 01: RETIFICADOR DE MEIA ONDA

    2.1.1 DIAGRAMA DE MONTAGEM

    Figura 10 Diagrama de circuito da primeira prtica: retificador de meia onda.

    A Figura 10 mostra o diagrama do circuito montado na aula prtica. Material utilizado:

    Protoboard;

    Multmetro;

    Osciloscpio;

    Transformador: Vp = 220V Vs = 24V (12 + 12) 60Hz ;

    1 Diodo 1N4007

    1 Resistor de 1k 5W.

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    2.1.2 FORMA DE ONDA NA CARGA VISTA NO OSCILOSCPIO

    Figura 11 Sinal de sada de meia onda retificado no resistor.

    A Figura 11 apresenta a forma de onda vista a partir do osciloscpio na carga, para a

    imagem acima, a configurao do osciloscpio foi:

    5 volts por diviso (vertical eixo das ordenadas);

    5 milissegundos por diviso (horizontal eixo das abscissas).

    Frequncia de entrada: 60Hz.

    Perodo: 17ms: frequncia de sada: 60Hz.

    Frequncia de sada igual frequncia de entrada.

    2.1.3 VALOR MDIO NA CARGA

    Valor mdio medido (com multmetro): 5,00V.

    Valor mdio calculado (a partir do osciloscpio): 5,09V.

    Valor mdio calculado (a partir dos dados do diagrama do circuito): 5,40V

    Observa-se na Figura 11 que a tenso de pico, ou tenso mxima, Vp = 16V, assim a

    tenso mdia calculada a partir do sinal visto no osciloscpio :

    De acordo com a Figura 10, a tenso eficaz de entrada, Veef, 12V, assim o valor

    mdio calculado a partir do diagrama de montagem :

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    2.1.4 VALOR EFICAZ NA CARGA

    Valor eficaz medido: 7,90V.

    Valor eficaz calculado (a partir do osciloscpio): 8,00V.

    Valor eficaz calculado (a partir dos dados do diagrama do circuito): 8,49V

    (8,40V utilizando a aproximao: 0,7*Veef).

    2.1.5 RETIFICADOR DE MEIA ONDA COM FILTRO CAPACITIVO

    Figura 12 Retificador de meia onda com filtro capacitivo.

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    Na Figura 12 observa-se que a onda est praticamente constante, tendo em vista que

    foi adicionado um capacitor de 220F / 63V em paralelo ao resistor. O capacitor se carrega no

    semiciclo positivo e quando o diodo est bloqueado, no semiciclo negativo, ele descarrega.

    Dessa forma, o capacitor funciona como uma fonte para o resistor. Enquanto a constante de

    tempo RC for muito maior que o perodo, o capacitor permanecer quase que totalmente

    carregado e a tenso na carga ser aproximadamente a tenso mxima.

    A ondulao, pela Figura 12, :

    O valor mdio na carga com o sinal retificado filtrado calculado a partir doosciloscpio :

    O valor mdio na carga com o sinal retificado filtrado medido com multmetro :

    2.2 EXPERINCIA 02: RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM TAPCENTRAL

    2.2.1 DIAGRAMA DE MONTAGEM

    Figura 13 Diagrama de circuito da segunda prtica: retificador de onda completa com tap central.

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    A Figura 13 mostra o diagrama do circuito montado na aula prtica. Material utilizado:

    Protoboard;

    Multmetro;

    Osciloscpio;

    Transformador: Vp = 220V Vs = 24V (12 + 12) 60Hz ;

    2 Diodos 1N4007

    1 Resistor de 1k 5W.

    2.2.2 FORMA DE ONDA NA CARGA VISTA NO OSCILOSCPIO

    Figura 14 Sinal de sada de onda completa com derivao central retificado no resistor.

    A Figura 14 apresenta a forma de onda vista a partir do osciloscpio na carga, para a

    imagem acima, a configurao do osciloscpio foi:

    2 volts por diviso (vertical eixo das ordenadas);

    2 milissegundos por diviso (horizontal eixo das abscissas).

    Frequncia de entrada: 60Hz.

    Perodo: 8ms: frequncia de sada: 125Hz.

    Frequncia de sada duas vezes maior do que a frequncia de entrada.

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    2.2.3 VALOR MDIO NA CARGA

    Valor mdio medido (com multmetro): 10,13V.

    Valor mdio calculado (a partir do osciloscpio): 10,19V. Valor mdio calculado (a partir dos dados do diagrama do circuito): 10,80V

    Observa-se na Figura 14 que a tenso de pico, ou tenso mxima, Vp = 16V, assim a

    tenso mdia calculada a partir do sinal visto no osciloscpio :

    De acordo com a Figura 13, a tenso eficaz de entrada, Veef, 12V, assim o valor

    mdio calculado a partir do diagrama de montagem :

    2.2.4 VALOR EFICAZ NA CARGA

    Valor eficaz medido: 11,30V.

    Valor eficaz calculado (a partir do osciloscpio): 11,31V.

    Valor eficaz calculado (a partir dos dados do diagrama do circuito): 12,00V

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    2.2.5 RETIFICADOR DE MEIA ONDA COM FILTRO CAPACITIVO

    Figura 15 Retificador de onda completa com tap central com filtro capacitivo.

    Na Figura 15 observa-se que a onda est praticamente constante, tendo em vista que

    foi adicionado um capacitor de 220F / 63V em paralelo ao resistor. Em comparao ao

    retificador de meia onda, percebe-se que a ondulao de pico a pico do onda completa comderivao central a metade do valor de meia onda. Porque o perodo bem menor, sabendo

    que a frequncia de sada o dobro da de entrada.

    A ondulao, pela Figura 15, :

    O valor mdio na carga com o sinal retificado filtrado calculado a partir doosciloscpio :

    O valor mdio na carga com o sinal retificado filtrado medido com multmetro :

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    2.3 EXPERINCIA 03: RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM PONTE

    2.3.1 DIAGRAMA DE MONTAGEM

    Figura 16 Diagrama de circuito da terceira prtica: retificador de onda completa em ponte.

    A Figura 13 mostra o diagrama do circuito montado na aula prtica. Material utilizado:

    Protoboard;

    Multmetro;

    Osciloscpio;

    Transformador: Vp = 220V Vs = 24V (12 + 12) 60Hz ;

    2 Diodos 1N4007

    1 Resistor de 1k 5W.

    2.3.2 FORMA DE ONDA NA CARGA VISTA NO OSCILOSCPIO

    Figura 17 Sinal de sada de onda completa em ponte retificada no resistor.

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    A Figura 17 apresenta a forma de onda vista a partir do osciloscpio na carga, para a

    imagem acima, a configurao do osciloscpio foi:

    5 volts por diviso (vertical eixo das ordenadas);

    2 milissegundos por diviso (horizontal eixo das abscissas).

    Frequncia de entrada: 60Hz.

    Perodo: 8,4ms: frequncia de sada: 119Hz.

    Frequncia de sada duas vezes maior do que a frequncia de entrada.

    2.3.3 VALOR MDIO NA CARGA

    Valor mdio medido (com multmetro): 20,10V.

    Valor mdio calculado (a partir do osciloscpio): 19,73V.

    Valor mdio calculado (a partir dos dados do diagrama do circuito): 21,60V

    Observa-se na Figura 17 que a tenso de pico, ou tenso mxima, Vp = 31V, assim a

    tenso mdia calculada a partir do sinal visto no osciloscpio :

    De acordo com a Figura 16, a tenso eficaz de entrada, Veef, 24V, assim o valor

    mdio calculado a partir do diagrama de montagem :

    2.3.4

    VALOR EFICAZ NA CARGA

    Valor eficaz medido: 22,45V.

    Valor eficaz calculado (a partir do osciloscpio): 21,92V.

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    Valor eficaz calculado (a partir dos dados do diagrama do circuito): 24,00V

    Observao: foi cometido um erro na execuo dessa experincia: quando foi

    visto a forma de onda atravs do osciloscpio, o cursor de calibrao no tinha

    sido posto no seu local correto, por isso a Figura 17 no se torna fiel emrelao a valores de pico, mas se torna fiel em relao ao formato. Depois de

    percebido o erro no laboratrio, o mesmo foi corrigido, no entanto no foi

    tirada outra foto.

    2.3.5 RETIFICADOR DE MEIA ONDA COM FILTRO CAPACITIVO

    Figura 18 Retificador de onda em ponte com filtro capacitivo.

    Na Figura 18 observa-se que a onda est praticamente constante, tendo em vista que

    foi adicionado um capacitor de 47F / 63V em paralelo ao resistor. Em comparao ao

    retificador de meia onda e com o de onda completa com derivao central, observa-se uma

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    ondulao bem maior, resultado de uma capacitncia bem menor. Que faz com que a

    constante de tempo RC seja menor, resultando em uma carga e descarga do capacitor mais

    rpida.

    A ondulao, pela Figura 18, :

    O valor mdio na carga com o sinal retificado filtrado calculado a partir do

    osciloscpio :

    O valor mdio na carga com o sinal retificado filtrado medido com multmetro

    :

    O valor eficaz na carga com o sinal retificado filtrado medido com multmetro: 29,5V

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    3 CONCLUSO

    Aps os ensaios realizados em laboratrio pode-se observar e confirmar caractersticas

    do diodo quando o mesmo funciona como um retificador. Sua capacidade de converter umatenso c.a. em uma tenso c.c. o promove como um dispositivo extremamente importante,

    sendo a base de muitos outros, tais como um transistor. Alm de ser simples em sua

    construo e ser um componente bem diversificado no mercado, capaz de atender tantas

    aplicaes.

    Os trs modelos de retificadores apresentados se tornam teis para suas aplicaes, em

    geral, cada um transforma uma onda senoidal que tem valor mdio zero em uma onda que

    tenha um nvel c.c.Quando se deseja um sinal pulsante em que ocorra na mesma frequncia da rede de

    alimentao e se deseja um nvel de tenso mais baixo, consequentemente que venha a

    dissipar menos potncia, e um projeto mais simples, que se torna mais barato por envolver

    menos material na construo do circuito e exige um transformador simples, o indicado o

    retificador de meia onda.

    O retificador de onda completa baseado no retificador de meia onda. Pode-se dizer

    que ele uma verso aprimorada que permite um universo mais amplo em aplicao. bemmais utilizado do que o primeiro. Ele pode ser dividido em dois tipos: os retificadores de onda

    completa com tap central e retificadores de onda completa em ponte. Ambos trabalham com a

    frequncia de sada sendo o dobro da frequncia de entrada. Alm de apresentarem uma

    tenso mdia na sada bem maior do que o retificador de meia onda.

    Na retificao em ponte existe uma vantagem sobre a de onda completa, o

    transformador utilizado para conseguir os mesmos resultados que a de onda completa com

    derivao central bem menor, o que o torna mais leve e mais barato. A fins de projetos ele

    se torna menos dispendioso, ento a relao custo benefcio passa a ser melhor.

    Quando se introduz filtros nesses retificadores, ou seja, quando se coloca um capacitor

    em paralelo com a carga na sada da retificao, a onda de sada passa a ser praticamente

    constante, dependendo das caractersticas do capacitor. Alm dos filtros capacitivos

    permitirem uma diminuio gigantesca da tenso c.a. de sada.

    Em suma, os diodos permitem um vasto campo de atuao com o seu uso, para

    explor-lo melhor, s preciso de que o conhea, estudando-o com a sua folha de dados que

    mostra todas as suas caractersticas para aplicaes.

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    4 REFERNCIA BIBLIOGRFICA

    BOYLESTAD, Robert L.; NASHELSKY, Louis. Dispositivos eletrnicos e teoria de

    circuitos. 11. ed.So Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013. 766 p.MALVINO, Albert; BATES, David J. Eletrnica: volume 1. 7. ed. Porto Alegre: AMGH,2007. 672 p.

    NBR 10719 Apresentao de relatrios tcnico-cientficos. Rio de Janeiro: ABNT, 1989.9 p.

    NBR 6028 Informao e documentao Resumo - Apresentao. Rio de Janeiro:ABNT, 2003. 2 p.