UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO
RELATÓRIO PRÁTICA 05
RETIFICADOR
DE
ONDA COMPLETA
Disciplina: Laboratório de Eletrônica 01 Professor: Marcílio Feitosa
Turma: EA
Alunos: Breno Tiburcio Matos
Edilson Ricardo Marques Ferreira Jansle Fernandes
PRÁTICA 05 – RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA
Introdução
Esta prática tem como objetivo observar, no osciloscópio, as formas de onda na saída (Vo) dos
circuitos retificadores de onda completa, que são: Center Tape Figura 1 Tipo Ponte. Figura 2 D2 DIODE T3 311V To 22,5V D1 DIODE 60 Hz V1 -311/311V R1 10k D1 Bridge 60 Hz V1 -311/311V T1 311 TO 22,5 R1 10k
PRÁTICA 05 – RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA
Revisão do assunto
Retificador de onda completa tipo center tape
A figura 3 mostra um retificador de onda completa tipo center tape. Observe a tomada central no enrolamento secundário. Por causa dessa tomada, o circuito é equivalente a dois retificadores de meia onda. O retificador superior retifica o semiciclo positivo da tensão do secundário, enquanto o retificador inferior retifica o semiciclo negativo da tensão do secundário.
Figura 3
As duas tensões denominadas de U2/2 na figura 3 são idênticas em amplitude e fase. O transformador ideal pode ser, portanto, substituído por duas fontes de tensão idênticas, como mostra a figura 3 à direita, sem alteração no funcionamento elétrico da rede. Quando U2/2 é positiva, D1 está diretamente polarizado e conduz, mas D2 está reversamente polarizado e cortado. Analogamente, quando U2/2 é negativa, D2 conduz e D1 cortado.
Considerando os dois diodos ideais, temos a curva de tensão sobre o resistor de carga mostrada na figura 4.
Valor CC ou valor médio
A tensão média de um retificador de meia onda mostrada por um voltímetro é similar o do retificador de meia onda com a observação de que agora tem-se um ciclo completo e ovalor será o dobro. É dado por:
VCC = 2*0.318 (UP/2) = 0,318UP diodo ideal
VCC = 0.636 (UP/2 - Vσ) diodo 2ª aproximação
Freqüência de saída
A freqüência de saída de onda completa é o dobro da freqüência de entrada, pois a definição de ciclo completo diz que uma forma de onda completa seu ciclo quando ela começa a repeti-lo. Na Figura 4, a forma de onda retificada começa a repetição após um semiciclo da tensão do secundário. Supondo que a tensão de entrada tenha uma freqüência de 60Hz, a onda retificada terá uma freqüência de 120Hz e um período de 8,33ms.
PRÁTICA 05 – RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA
Figura 4
Retificador de onda completa tipo ponte
Na figura 5 é mostrado um retificador de onda completa em ponte. Com o uso de quatro diodos no lugar de dois, elimina-se o uso da tomada central do transformador. Durante o semiciclo positivo da tensão U2, o diodo D3 recebe um potencial positivo em seu anodo, e o D2 um potencial negativo no catodo. Dessa forma, D2 e D3 conduzem, D1 e D4 ficam reversamente polarizados e o resistor de carga R recebe todo o semiciclo positivo da tensão U2.
Durante o semiciclo negativo da tensão U2, o diodo D4 recebe um potencial positivo em seu anodo, e o diodo D1 um potencial negativo no catodo, devido à inversão da polaridade de U2. Os diodos D1 e D4 conduzem e os diodos D2 e D3 ficam reversamente polarizados.
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Figura 5
A corrente I percorre o resistor de carga sempre num mesmo sentido. Portanto a tensão UR é sempre positiva. Na figura 6 são mostradas as formas de ondas sobre o resistor de carga e os diodos, considerando os diodos ideais.
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Procedimento Operacional
• Colocar a chave “AC – GND – DC” do canal que será utilizado na posição “GND” e alinhar a linha do osciloscópio com a linha da grade (pintada);
• Colocar a chave na posição “DC”;
• Posicionar a chave interna do controle “volts/div” totalmente para direita; • Sintonizar o trigger pelo canal 1;
• Se a onda estiver se deslocando na tela, ajuste o botão “Trigger level”, até a mesma se estabilizar;
• Modo do trigger: “AUTO”.
• Ligar o osciloscópio diretamente ao gerador e ajustar (no gerador) a onda desejada;
• A chave na ponteira foi configurada para “10X”, devido à saída do trafo fornecer 16VACRMS, portanto 22,62VACpico e o osciloscópio medir no máximo 20Vpico, com isso a
tensão lida será multiplicada por 10.
• Para uma onda de 60Hz, temos um período de T = 1/60 = 0,1667s. Necessitando no osciloscópio um ajuste de 5ms/div.
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Resultados experimentais
1. Retificador de onda completa tipo center tape. Dados:
• 01 (um) gerador de tensão senoidal de 311V de pico e freqüência 60Hz; • 01 (um) transformador 311/22,5V; • 02 (dois) diodos; • 01 (um) resistor de 10kΩ. • 02 (dois) capacitores de 1µF e 100µF 1.1. Sem capacitor D2 DIODE T3 311V To 22,5V D1 DIODE 60 Hz V1 -311/311V R1 10k
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Medição na saída do circuito, sobre o resistor R1.
• Observamos que a medição entre os terminais do resistor R1 mostra uma forma de ½ onda senoidal positiva com Vpico = 1,15 div (2V/div), logo:
Vpico = 1,15 div x 2V x 10 (ponteira) = 23V.
• A medição do período é 1,6 divisões (5ms/div), logo:
T = 1,6div x 5ms (ponteira) = 8,3ms, com isso a freqüência será f = 1/T = 120Hz. 1.2. Com capacitor de 1µF 5ms / div 2V / div C1 1uF D2 DIODE T3 311V To 22,5V D1 DIODE 60 Hz V1 -311/311V R1 10k 5ms / div 2V / div
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Colocando-se um capacitor de 1µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue:
• Com o ajuste do osciloscópio em volt/div = 2V/div e o time/div = 5ms, a medição na tensão de saída será uma onda contínua com ondulações (tensão de ondulação) bem definida. Isso ocorre devido o capacitor não descarregar completamente.
1.3. Com capacitor de 100µF 5ms / div 2V / div C1 100uF D2 DIODE T3 311V To 22,5V D1 DIODE 60 Hz V1 -311/311V R1 10k
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Colocando-se um capacitor de 100µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue:
• Com o ajuste do osciloscópio em volt/div = 2V/div e o time/div = 5ms, a medição na tensão de saída será uma onda contínua praticamente sem ondulações, o circuito mantém o ciclo positivo e retifica o ciclo negativo.
2. Retificador de onda completa tipo ponte. Dados:
• 01 (um) gerador de tensão senoidal de 311V de pico e freqüência 60Hz; • 01 (um) transformador 311/22,5V; • 04 (quatro) diodos; • 01 (um) resistor de 10kΩ. • 02 (dois) capacitores de 1µF e 100µF 2.1. Sem capacitor 2V / div D1 Bridge 60 Hz V1 -311/311V T1 311 TO 22,5V R1 10k
PRÁTICA 05 – RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA
Medição na saída do circuito, sobre o resistor R1.
• Observamos que a medição entre os terminais do resistor R1 mostra uma forma de ½ onda senoidal positiva com Vpico = 1,15 div (2V/div), logo:
Vpico = 1,15 div x 2V x 10 (ponteira) = 23V.
• A medição do período é 1,6 divisões (5ms/div), logo:
T = 1,6div x 5ms (ponteira) = 8,3ms, com isso a freqüência será f = 1/T = 120Hz. 2.2. Com capacitor de 1µF + C1 1uF D1 Bridge 60 Hz V1 -311/311V T1 311 TO 22,5 R1 10k 5ms / div 2V / div
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Colocando-se um capacitor de 1µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue:
• Com o ajuste do osciloscópio em volt/div = 2V/div e o time/div = 5ms, a medição na tensão de saída será uma onda contínua com ondulações (tensão de ondulação) bem definida. Isso ocorre devido o capacitor não descarregar completamente.
2.3. Com capacitor de 100µF + C1 100 uF D1 Bridge 60 Hz V1 -311/311V T1 311 TO 22,5V R1 10k 5ms / div 2V / div
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Colocando-se um capacitor de 100µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue:
• Com o ajuste do osciloscópio em volt/div = 2V/div e o time/div = 5ms, a medição na tensão de saída será uma onda contínua praticamente sem ondulações, o circuito mantém o ciclo positivo e retifica o ciclo negativo.
PRÁTICA 05 – RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA
0.000ms 20.00ms 40.00ms 60.00ms 80.00ms 100.0ms 25.00 V 15.00 V 5.000 V -5.000 V -15.00 V -25.00 V A: d1_3Resultados simulados
3. Retificador de onda completa tipo center tape. Dados:
• 01 (um) gerador de tensão senoidal de 311V de pico e freqüência 60Hz; • 01 (um) transformador 311/22,5V;
• 02 (dois) diodos;
• 01 (um) resistor de 10kΩ.
• 02 (dois) capacitores de 1µF e 100µF
3.1. Sem capacitor
Medição na saída do circuito, sobre o resistor R1.
D2 DIODE T3 311V To 22,5V D1 DIODE 60 Hz V1 -311/311V R1 10k
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3.2. Com capacitor de 1µF
Colocando-se um capacitor de 1µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue:
0.000ms 20.00ms 40.00ms 60.00ms 80.00ms 100.0ms 25.00 V 15.00 V 5.000 V -5.000 V -15.00 V -25.00 V A: r1_2 3.3. Com capacitor de 100µF C1 1uF D2 DIODE T3 311V To 22,5V D1 DIODE 60 Hz V1 -311/311V R1 10k C1 100uF D2 DIODE T3 311V To 22,5V D1 DIODE 60 Hz V1 -311/311V R1 10k
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0.000ms 20.00ms 40.00ms 60.00ms 80.00ms 100.0ms 25.00 V 15.00 V 5.000 V -5.000 V -15.00 V -25.00 V A: d1_3Colocando-se um capacitor de 100µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue:
0.000ms 20.00ms 40.00ms 60.00ms 80.00ms 100.0ms 25.00 V 15.00 V 5.000 V -5.000 V -15.00 V -25.00 V A: d1_3
4. Retificador de onda completa tipo ponte. Dados:
• 01 (um) gerador de tensão senoidal de 311V de pico e freqüência 60Hz; • 01 (um) transformador 311/22,5V;
• 04 (quatro) diodos; • 01 (um) resistor de 10kΩ.
• 02 (dois) capacitores de 1µF e 100µF
4.1. Sem capacitor
Medição na saída do circuito, sobre o resistor R1.
D1 Bridge 60 Hz V1 -311/311V T1 311 TO 22,5V R1 10k
PRÁTICA 05 – RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA
4.2. Com capacitor de 1µF
Colocando-se um capacitor de 1µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue:
4.3. Com capacitor de 100µF + C1 1uF D1 Bridge 60 Hz V1 -311/311V T1 311 TO 22,5 R1 10k + C1 100 uF D1 Bridge 60 Hz V1 -311/311V T1 311 TO 22,5V R1 10k 0.000ms 20.00ms 40.00ms 60.00ms 80.00ms 100.0ms 25.00 V 15.00 V 5.000 V -5.000 V -15.00 V -25.00 V A: r1_2
PRÁTICA 05 – RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA
Colocando-se um capacitor de 100µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue:
Conclusão
Após a análise dos circuitos de forma experimental e através da simulação com o Circuit Maker, observamos que os resultados são praticamente iguais entre si e totalmente compatíveis com os resultados teóricos apresentados na revisão do assunto.
0.000ms 20.00ms 40.00ms 60.00ms 80.00ms 100.0ms 25.00 V 15.00 V 5.000 V -5.000 V -15.00 V -25.00 V A: d1_3
