2 - Circuitos Retificadores

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Eletrônica Analógica I – Laboratório - Prof. Fernando França 1 CIRCUITOS RETIFICADORES

OBJETIVOS: Analisar o funcionamento dos três retificadores básicos e suas respectivas formas de onda; calcular os valores de pico, médio e de pico a pico dos retificadores básicos.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

Os três retificadores básicos são: 1/2 onda, onda completa em ponte e onda completa com tomada central (CT). A freqüência de saída de um retificador de 1/2 onda é igual à da entrada, enquanto que para os retificadores de onda completa, a freqüência de saída é o dobro da de entrada.

Nesta experiência você montará todos os três tipos de retificadores e medirá suas características de entrada e de saída. Além desses três tipos básicos de retificadores, você montará também um retificador simétrico, muito utilizado atualmente.

Para os retificadores de 1/2 onda a tensão média na saída sem filtragem é da ordem de 0,3185Vmax, enquanto que para os retificadores de onda completa, com tomada central ou em ponte a tensão média na saída sem filtragem é da ordem de 0,637Vmax.

PARTE PRÁTICA MATERIAIS NECESSÁRIOS 1- Módulo para ensaios de retificadores

1- Multímetro analógico ou digital 1- Osciloscópio

RETIFICADOR DE 1/2 ONDA

1- No circuito 1, a tensão nominal no secundário do transformador é de 12VCA. Calcule a

tensão de pico inversa no resistor de carga de 1k5. Calcule também a tensão média na saída, a corrente CC e a freqüência de ondulação. Anote os valores calculados na tabela 1. 2- Execute a fiação do retificador de 1/2 onda mostrado no circuito 1.

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Eletrônica Analógica I – Laboratório - Prof. Fernando França 2

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Meça e anote a tensão média na carga. Meça e anote também a corrente média no diodo. 5- Ligue o osciloscópio para observar a forma de onda na carga RL. Anote o valor da tensão

de pico do sinal retificado. A seguir meça o período da tensão de saída. Calcule a freqüência de ondulação e anote na tabela 1.

RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM PONTO DE NEUTRO

6- Baseando-se no circuito 2, calcule e anote os valores de cada grandeza listada na tabela 2.

7- Execute a fiação do circuito 2.

8- Meça e anote os valores de cada grandeza listada na tabela 2 (medir a corrente média em cada diodo).

RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM PONTE CIRCUITO 3

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No circuito acima, calcule e anote o valor de cada grandeza listada na tabela 3. 10- Execute a fiação do circuito 3.

11- Meça e anote os valores de cada grandeza listada na tabela 3 (medir a corrente média de cada diodo).

VERIFICAÇÃO DE DEFEITOS

12- Suponha que um dos diodos da ponte retificadora esteja aberto (circuito 3). Calcule e anote na tabela 4 a tensão CC e a freqüência de ondulação na saída.

13- Desligue um dos diodos da ponte. Meça e anote a tensão CC e a freqüência da ondulação na saída. Volte a ligar o diodo na posição normal.

14- Suponha que a metade do enrolamento do secundário do transformador esteja em curto-circuito (entre a tomada central e uma das pontas de saída). Calcule e anote a tensão média e a freqüência da ondulação na saída.

15- Simule o curto-circuito desconectando uma das pontas do secundário conectando-a na tomada central, ou seja, conecte a junção dos catodos de D1 e D2 na tomada central.

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Eletrônica Analógica I – Laboratório - Prof. Fernando França 3

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Projete um retificador de onda completa em ponte, que apresente as seguintes características:

a) tensão média na carga: 10,8V b) corrente média na carga: 14,5mA

17- Monte o circuito que você projetou. Meça e anote na tabela 5 os valores de cada grandeza listadas na mesma tabela.

TABELA 1: RETIFICADOR DE 1/2 ONDA

GRANDEZA PARÂMETRO CALCULADO MEDIDO

Tensão eficaz no secundário Vef

Tensão de pico inversa PIV

Tensão média na saída Vdc

Corrente média no diodo IF

Freqüência de saída f

TABELA 2: RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA

Corrente média em cada diodo IF

TABELA 3: RETIFICADOR EM PONTE

Corrente média em cada diodo IF

TABELA 4: VERIFICAÇÃO DE DEFEITOS

DEFEITOS Vcc (calc.) f (calc.) Vcc (medido) f (medida) DIODO ABERTO

SECUNDÁRIO EM CURTO

TABELA 5: PROJETO

Tensão eficaz no secundário Vef

Tensão média na carga Vdc

Corrente média na carga Idc

Resistência de carga RL

QUESTÕES:

1- Para medir a tensão eficaz no secundário de um transformador, é melhor usar: a) um osciloscópio

b) um amperímetro

c) um voltímetro com terminal comum aterrado d) um voltímetro em flutuação

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Eletrônica Analógica I – Laboratório - Prof. Fernando França 4 2- Com o retificador de onda completa com tomada central desta experiência, a tensão média na carga aproximou-se de:

a) 1V b) 3V c) 6V d) 12V

3- A tensão média de saída de um retificador em ponte, comparada com a tensão média de saída de um retificador de onda completa com tomada central, foi de aproximadamente:

a) metade do valor b) o mesmo valor c) o dobro do valor e) 60Hz

4- Dos três tipos de retificadores testados, aquele que apresentou o maior valor médio de tensão na saída foi:

a) meia onda

b) onda completa com tomada central c) em ponte

d) nenhum deles

5- Que porcentagem de tensão média existe na saída de um retificador em ponte em relação ao valor eficaz da tensão de entrada?

a) 31,8% b) 45% c) 63,6% d) 90%

6- Explique porque o retificador em ponte é o mais usado dos três tipos.

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7- Explique e justifique o que ocorre com a tensão e a freqüência de saída quando em um retificador em ponte um dos diodos abre.

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8- Se um dos diodos de um retificador em ponte estiver em curto por alguma razão ( ponte de solda, diodo queimado, etc.), o que acontecerá com os outros diodos quando o circuito for alimentado? Justifique sua resposta resumidamente.

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Eletrônica Analógica I – Laboratório - Prof. Fernando França 5 O retificador simétrico mostrado no circuito acima, muito utilizado atualmente, tem a característica de fornecer duas tensões de valores absolutos iguais, porém de polaridades opostas.

Assim, na carga RL1 (pontos A e B) obtém-se uma tensão de saída positiva, enquanto que na carga RL2 (pontos B e C), obtém-se tensão negativa.

Observa-se que o ponto B, ligado ao terra coincide com o CT (tomada central do secundário do transformador), também aterrado.

A retificação da tensão para cada uma das cargas é de onda completa, o que significa que o valor médio da tensão para cada uma das cargas é: Vdc = 0,637Vmax., mais precisamente, [(Es1 x 1,41) - Vd ] x 0,637 tanto para valores positivos como para valores negativos.

PROCEDIMENTO: 1- Calcule e anote todas as grandezas listadas na tabela 6.

2- Meça e anote esses valores, utilizando o osciloscópio quando necessário.

3- Utilize os dois canais do osciloscópio, observe as formas de onda nos pontos A e C, referenciados ao ponto B e desenhe as formas de onda, em escala e em papel milimetrado.

TABELA 6: RETIFICADOR SIMÉTRICO

Valor eficaz da tensão em Es1 e Es2 Vef Valor médio da tensão em RL1 Vdc Valor médio da tensão em RL2 Vdc

Valor médio da tensão entre os pontos

A e C Vdc

Freqüência de ondulação f

Corrente média nos diodos IF

Corrente média em RL1 Idc

Corrente média em RL2 Idc

Corrente média entre os pontos A e C

(RL1 e RL2) Idc

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Eletrônica Analógica I – Laboratório - Prof. Fernando França 6 1- Suponha que os diodos D1 e D4 abram. Calcule e anote os valores médios da tensão em RL1 e RL2 na tabela 7.

2- Simule o defeito, proceda as medidas e anote na tabela 7.

TABELA 7: VERIFICAÇÃO DE DEFEITOS

D1 e D4 abertos VALOR CALCULADO VALOR MEDIDO TENSÃO EM RL1

TENSÃO EM RL2

QUESTÕES:

1- Cite pelo menos uma aplicação importante para os retificadores simétricos.

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2- Por qual motivo deve-se aterrar o CT (tomada central do secundário do transformador) nos retificadores simétricos com transformador?

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3- Suponha que os diodos D1 e D4 entrem em curto. Qual será a tensão de saída em RL1 e RL2?

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4- O que acontece com a tensão nas cargas se for desconectado o terra do ponto B? Justifique resumidamente. __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _________________________________________________

5 - Em um retificador simétrico, as cargas podem consumir correntes diferentes? Por quê? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _________________________________________________