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Circuito Retificado de Onda Completa em Ponte
Disciplinas - Eletrônica 1Introdução:
O circuito rectificador de onda completa em ponte é mais usado na construção de fontes rectificadoras.
O nome em ponte é devido ao uso de quatro díodos em uma configuração similar ao circuito usado em instrumentação chamado “Ponte de Wheatstone”.
Por ser um rectificador de onda completa o condensador de filtro é menor do que o condensador de filtro do circuito de meia onda.
O transformador usado no circuito rectificador em ponte é um transformador simples, na há necessidade de um tape central!
O circuito é mostrado abaixo, você deve ter o máximo de atenção na montagem dos díodos, um díodo invertido pode colocar o transformador em curto.
Para memorizar como montar os díodos observe que o desenho as setas dos díodos estão apontando para o terminal positivo do rectificador.
Outro detalhe importante é quanto ao ponto do terra que é o terminal zero volt da fonte, este ponto não vai conectado ao transformador como nos outros circuitos rectificadores! Observe que o terra é apenas uma simbologia prática para desenhar uma linha que de outra forma complicaria a visualização do circuito.
Existem outras aplicações em que o terra tem a função de protecção ou ainda de desviar sinais ruidosos, não é este o caso!
Figura mostrando um circuito rectificador em ponte:
Funcionamento:
No circuito rectificador a tensão alternada presente no secundário do transformador VS é rectificada porque sempre haverá um caminho formado por um par de díodos que direcciona a corrente para o terminal positivo da ponte!
Para a análise você deve olhar para o circuito sem o condensador de filtro desta forma terá uma visão melhor da forma de onda presente na carga, como é mostrado nas figuras abaixo!
Quando a tensão no secundário for positiva no ponto “A” em relação ao ponto “B” a corrente flui
1.44
passando pelo díodo D1 da ponte, pois, a corrente deve seguir o sentido da seta dos díodos. Depois a corrente passa pela carga RL, volta pelo terra para o terminal negativo da ponte e encontra dois díodos com setas habilitando a corrente a circular, mas, a corrente vai para o potencial mais baixo que é ponto “B” do transformador via díodo D2, acorrente segue em direcção ao terminal negativo! Na verdade o díodo D1 está inversamente polarizado, pois o potencial mais alto está no cátodo!
Figura 1: Figura mostrando o semi-ciclo positivo!
Quando a tensão no secundário for positiva no ponto “B” em relação ao ponto “A” a corrente flui passando pelo díodo D4 da ponte, pois, a corrente deve seguir o sentido da seta dos díodos. Depois a corrente passa pela carga RL, volta pelo terra para o terminal negativo da ponte e encontra dois díodos com setas habilitando a corrente a circular, mas, a corrente vai para o potencial mais baixo que é ponto “A” do transformador via díodo D3, a corrente segue em direcção ao terminal negativo! Na verdade o díodo D2 está inversamente polarizado, pois o potencial mais alto está no cátodo!
2.44
Figura 2: Figura mostrando o semi-ciclo negativo.
Observe que na carga a corrente sempre flui do terminal superior para o terminal inferior, o terminal superior é o positivo da fonte! Este é um rectificador de onda completa, pois nos dois semi-ciclos há presença de energia na carga! A figura abaixo mostra a forma no secundário do transformador e a forma de onda na carga!
Circuito Rectificador Monofásico de Meia Onda Carga Resistiva
Quando tivermos no anodo do díodo, uma tensão positiva em relação a aplicada ao cátodo, ele passará a conduzir, e isto é o que ocorre durante o semiciclo positivo da
3.44
tensão secundária.
Durante este semiciclo, teremos corrente circulando pela carga, e no díodo teremos uma queda de tensão que será da ordem de 0,7 volts quando for de material silício, e 0,3 volts quando de germânio.
No próximo semiciclo, semiciclo negativo da tensão de secundário, teremos que o díodo não conduzirá, por estar inversamente polarizado, estando seu anodo num potencial negativo em relação ao cátodo.
Dessa forma, neste meio ciclo, não haverá corrente circulando pela carga, e a tensão existente no secundário do transformador ficará detida nos terminais do díodo que deverá suportá-la.
Valor médio da tensão na carga
4.44
Valor médio da corrente na carga e no díodo
Valor eficaz da tensão na carga
Valor eficaz da corrente na carga e no díodo.
0 díodo a ser utilizado deverá ter as seguintes características:
Rectificador de onda completa com derivação
5.44
Inicialmente veremos como se comporta o secundário de um transformador com ponto neutro.
Quando tivermos os potenciais iguais aos indicados nos pontos 1, 2 e A o observador verá em relação a ela (ponto A) potencial + no ponto 1 e potencial negativo no ponto 2, é devido a isto que as formas de onda de tensão Vs1 e Vs2 são invertidas, ou seja defasadas de 180º.
Quando muda a polaridade da tensão de entrada, o ponto 1 passa a ser negativo e o ponto 2 positivo em relação ao observador (ponto A), desta maneira a forma de onda das tensões Vs1 e Vs2 será representada na Figura 6.
Logo podemos concluir que as formas de onda de Vs1 e Vs2 serão no domínio do tempo, as apresentadas na figura 7.
6.44
Para que Vs1 e Vs2 tenham a mesma amplitude é necessário que o ponto de neutro divida o secundário em igual número de espiras.
Ns1 - número de espiras do secundário entre 1 e A Ns2 - número de espiras do secundário entre 2 e A
Voltando ao rectificador apresentado logo a seguir.
7.44
Quando Vs1 estiver no semiciclo positivo, o díodo D1 estará com seu ânodo positivo de tal maneira que conduzirá como mostra a figura 9.
No mesmo instante em que Vs1 é positivo, Vs2 é negativo e este potencial está sendo aplicado no ânodo do díodo D2. Devido a este motivo o díodo se comporta como um circuito aber to, não conduzindo.
Quando Vs1 passa a ser negativo, este potencial é aplicado ao díodo Dl que passa a se comportar como circuito aberto. Neste mesmo instante o potencial de Vs2 é positivo e está sen do aplicado no ânodo do díodo D2 que passará a conduzir como mostra a, figura 10.
Pode-se notar que cada díodo conduz somente meio ciclo de onda, exactamente igual ao rectificador de meia onda, e sobre a carga a corrente sempre circula em um mesmo sentido de tal maneira que temos na carga tensão e corrente contínua pulsante.
É interessante observar que a tensão reversa sobre cada díodo é o dobro da tensão de pico que aparece em cada metade do secundário.
Faremos um exemplo para ilustrar melhor o que foi dito.
8.44
Vamos supor que o valor da tensão de pico de Vs1 e Vs2 sejam iguais a 100 volts.
No instante em que o díodo D1 estiver conduzindo o díodo D2 estará cortado. O circuito da figura 12, ilustra o ocorrido.
Notem que nos pontos 1, B e C o potencial, num dado instante é exactamente 100 volts positivos e está aparecendo no ca todo do díodo D2. 0 díodo D1 neste momento está conduzindo, e comporta-se como um cuto-circuito como aparece na figura 12.
No mesmo instante, em que aparece 100 volts positivos no cátodo D2, no ânodo do díodo comentado existe um potencial de -100 volts, como mostra a figura 13.
VR - Tensão inversa sobre o díodo
Através da fig. 13 conclui-se que a tensão reversa sobre o díodo D2 neste instante é de 200 volts, ou seja o dobro da tensão Vs1 e Vs2.
9.44
O mesmo ocorre com o díodo D1 quando este estiver cortado.
10.44
11.44
Id1 e Id2 são correntes que circulam, respectivamente nos díodos Dl e D2.
A tensão sobre a carga tem a forma de onda da fig.15, sendo uma tensão contínua pulsante.
Para se dimensionar os díodos necessitamos do valor médio da corrente direta que circulará por eles e de sua tensão reversa máxima.
A forma de onda da corrente em cada díodo é de meia onda coma mostra a figura 16.
Logo, os díodos D1 e D2 devem possuir:
Obs: Como já devem ter observado, a tensão de pico sobre a carga é igual a tensão de pico de Vs1 ou Vs2
12.44
No instante em que temos Vs positivo, ou seja ponto 1 positivo em relação ao ponto 2, os díodos D2 e D4 conduzem (ficam em série) pois, as tensões que aparecem sobre eles propicia tal efeito como mostra a figura 20.
Estes díodos conduzindo, farão com que circule uma cor rente no circuito, no sentido indicado na figura 21.
13.44
Quando Vs inverte de polaridade, o ponto 1 será negativo em relação ao 2, devido a estes potenciais os díodos D1 e D3 conduzem (ficam em série) como mostra a figura 22.
Uma vez conduzindo os díodos D1 e D3, propiciarão a circulação de uma corrente cujo sentido é mostrado na figura 23.
É fácil verificar que mesmo Vs mudando de polaridade a corrente na carga circula sempre no mesmo sentido (verificar figuras 21 e 23), isto quer dizer que a corrente IL possue somente uma polaridade, ou seja, esta corrente é continua pulsante e consequentemente a tensão VL também o será.
Tensão Reversa sobre os díodos
Como já foi visto, quando Vs é positivo, os díodos D2 e D4 conduzem.
14.44
Na figura 24, estes díodos estão representados como curto-circuito para que possamos analisar melhor o circuito.
Observando-se o esquema da fig. 24, pode-se notar que os díodos D1, D3, o secundário do transformador e a carga R estão em paralelo. Desta maneira o circuito comporta-se como mostra o esquema da figura 25.
Da maneira que os díodos D1 e D3 se encontram na fig.25, eles estão polarizados inversamente e a tensão máxima que ficará sobre eles é a tensão máxima fornecida pelo secundário do transformador. A tensão na carga também será igual a tensão Vs.
Quando a tensão Vs muda de polaridade, o circuito equivalente será o apresentado na figura 26.
15.44
A tensão reversa sobre os díodos D2 e D4, será a mesma tensão que aparece no secundário do transformador, e a mesma da carga.
Logo, pode-se concluir, baseando-se nas figuras 25 e 26, que a tensão de pico reversa sobre os díodos terá o mesmo valor da tensão máxima fornecida pelo secundário do transformador.
A tensão e corrente média sobre a carga são as mesmas, apresentadas para rectificação de onda completa com ponto neutro. Verificar fig. 15.
Dimensionamento dos Díodos
a) Forma de onda da corrente nos díodos
16.44
b) Forma de onda da tensão sobre os díodos
Logo, estes díodos devem possuir:
Filtros Rectificadores
Rectificador de 1/2 onda - Carga R.C.
Sem o condensador, a forma de onda da tensão na carga seria apresentada na fig.48.
17.44
tc - tempo de carga do condensador, é o tempo em que o díodo conduz e fornece carga ao condensador e ao resistor.
td - tempo em que o condensador mantêm a corrente na resis tência RL, é o tempo de descarga do condensador, tem po em que o díodo não conduz pois, sua tensão de câ todo (fornecida pelo condensador) é maior que sua ten são de ânodo.
Analisaremos agora a tensão reversa sobre o díodo. Vamos considerar um exemplo, onde a tensão de entrada máxima é de 100 volts.
Observando a figura 47, no semi-ciclo positivo, o díodo conduz e o condensador se carrega com tensão "máxima" ou seja, 100 volts (isto já em regime permanente).
No semiciclo negativo, no anodo do díodo (no instante em que temos a tensão máxima do semiciclo negativo), pas sará a ter -100 volts, e no cátodo tem-se a tensão do condensador que ainda é de ordem de +100 volts, de modo que a tensão inversa de pico sobre o díodo é de 200 volts, como mostra a figura 50.
Obs..
Na escolha do díodo, este deve aguentar ten são inversa máxima maior que 2Vmáx, onde Vmáx é o valor da tensão de pico da onda de entra da.
18.44
Cálculo Aproximado da Tensão Média na Carga
Vamos aproximar a curva da figura 52 por rectas. Suponhamos que o condensador se carrega instantaneamente, e que a descarga seja linear como mostra a figura 54.
A corrente no condensador será dada por :
19.44
Caso se conheça o valor de C, Emáx, R e f e deseja se saber a tensão Vdc sem conhecer o valor de V, devemos proceder da seguinte forma:
Rectificador de Onda Completa - Carga RC
20.44
Quanto ao ângulo de condução, para achá-lo, procede-se: a mesma maneira que foi feita para o rectificador de meia onda.
Com relação á tensão reversa máxima que ficará sobre os díodos, será para o circuito da figura 55 2Vmáx, e para o da figura 56, será Vmáx simplesmente.
0 mesmo que foi feito para a rectificação de meia-onda , faremos aqui também, admitamos que o condensador carregue-se instantaneamente, e que a descarga seja linear.
A curva da figura 57 é a real, a da figura 58 é aproximada.
21.44
Transformadores
Como já é de nosso conhecimento, a tensão de alimentação da rede eléctrica apresenta um valor fixo, e este nem sempre é o necessário de uma dada aplicação, portanto seremos forçados a aumentá-lo ou reduzi-lo segundo nossas necessidades.
Este aumento ou redução é feito por intermédio de um dispositivo denominado por transformador, cujos princípios básicos recordaremos em seguida.
22.44
V1 = tensão da alimentação
= ten V2 = tensão desejada
I1 = corrente do primário
I2 = corrente do secundário
N1 = número de espiras do primário
N2 = número de espiras do secundário
Se aplicarmos ao primário do transformador um sinal variável no tempo, este produzirá um fluxo variável, que por sua vez irá induzir uma tensão no secundário, cuja amplitude poderá ser maior, menor ou igual ao sinal aplicado, dependendo unicamente da relação de espiras (transformador ideal).
Para sinais contínuos aplicados ao primário, teremos um fluxo constante, que não produz tensão induzida no secundário.
O transformador ideal, é aquele que segue a lei :
1ª lista de exercícios - semicondutores e díodos
23.44
1 - Como são classificados os materiais eléctricos quanto à condutividade?2 - Qual a diferença entre os semicondutores intrínsecos e os extrínsecos?3 - Explique detalhadamente como são obtidos os materiais extrínsecos dos tipos "p" e "n".4 - O que é uma lacuna?5 - Em um material tipo "n", quais são os portadores de carga majoritários? E os minoritários?6 - Em um material tipo "p", quais são os portadores de carga majoritários? E os minoritários?7 - Explique como são construídos os díodos.8 - Quais as formas de polarização do díodo semicondutor?9 - O que é a camada de depleção?10 - O que acontece com a camada de depleção quando o díodo é directamente polarizado? Haverá corrente em seus terminais nessa condição? Justifique.11 - Qual o comportamento da camada de depleção quando o díodo é reversamente polarizado? Quanta corrente atravessará seus terminais nessa condição? Justifique.12 - Qual a corrente que atravessa um díodo de silício, a uma temperatura de 23ºC, com uma corrente de saturação inversa de 2,7uA, se aplicada uma tensão de 0,47V? (R.: 26,97mA)13 - Refaça o exercício 12 para uma temperatura de 58ºC. (R.: 10,18mA)14 - Refaça o exercício 12 para uma tensão de -7,3V. (R.: -2,7uA)15 - Refaça o exercício 12 para um díodo de Ge aplicando-se a metade da tensão directa. (R.:26,97mA)16 - Qual a tensão em um díodo de silício, a uma temperatura de 36ºC, com uma corrente de saturação reversa de 1,9uA, quando é percorrido por uma corrente direta de 470mA? (R.: 662mV)17 - Refaça o exercício 16 para uma temperatura de 72ºC. (R.: 739mV)18 - Refaça o exercício 16 para uma corrente direta de 870mA. (R.: 694mV)19 - Refaça o exercício 16 para um díodo de Ge. (R.: 331mV)20 - Qual é a temperatura da junção de um díodo de silício, sob um potencial eléctrico de 0,654V, com uma corrente de saturação reversa de 1,75uA, sob uma corrente directa de 438mA? (R.: 32,15ºC)21 - Refaça o exercício 20 para uma tensão de 0,71V. (R.: 58,28ºC)22 - Refaça o exercício 20 para um díodo de Ge, aplicando-se uma tensão de 335mV. (R.: 39,62ºC)23 - Refaça o exercício 20 para uma corrente directa de 870mA. (R.: 16,19ºC)24 - Qual é a corrente de saturação reversa de um díodo de silício, a uma temperatura de 41ºC, se uma corrente directa de 1,25A atravessa seus terminais ao se aplicar uma tensão directa de 765,7mV? (R.: 900nA)25 - Refaça o exercício 24 para uma temperatura de 72ºC. (R.:3,21uA)26 - Refaça o exercício 24 para uma corrente directa de 3,12A. (R.: 2,25uA)27 - Refaça o exercício 24 para uma tensão directa de 615mV. (R.: 14,57uA)28 - Qual é a tensão (reversa) que aplicada a um díodo de silício a 27ºC que gera uma corrente igual em módulo à metade da corrente de saturação reversa? (R.: -35,852mV)
2ª lista de exercícios - circuitos com díodos
1 - Explique a aproximação aplicável ao funcionamento de um díodo.2 - Supondo que no circuito abaixo, a tensão V é positiva, haverá corrente em R? Justifique.
24.44
3 - Supondo que no circuito anterior, a tensão V é negativa, haverá corrente em R? justifique.4 - No circuito abaixo, se a tensão V é positiva, haverá corrente por R1 ou por R2? justifique.
5 - Se a tensão V for negativa no circuito anterior, haverá corrente por R1 ou por R2? Justifique.6 - O projetista no circuito da questão 4 inseriu os díodos para evitar uma possível corrente inversa por R1 e R2 se invertivo os terminais da fonte de tensão V. Corrija o circuito usando a menor quantidade de díodos possível.7 - Em um no-break, a inversão dos terminais da bateria causa sérios danos aos circuitos eletrônicos. Por isso, deve ser previsto um circuito de protecção como os circuitos abaixo.
Identifique com "A" ou "B" as características de cada circuito de protecção conforme o circuito apresentado.- O díodo utilizado no circuito ( ) é de alta potência, pois toda a corrente da bateria cai atravessá-lo.- Se invertido os terminais da bateria, o circuito de protecção (
25.44
) estará permanentemente danificado.- A inversão dos terminais da bateria não danifica o circuito ( ).- O díodo utilizado no circuito ( ) tem potência relativamente pequena, portanto é muito mais barato que o díodo do circuito ( ).- Se o curto de um díodo de alta potência for superior ao do fusível mais do díodo de pequena potência, o circuito mais barato é o ( ).- O circuito ( ) oferece maior segurança ao equipamento mas consome mais energia durante o funcionamento.
8 - Considerando a fonte de tensão V do circuito da questão 2, de 4,2V, a resistência R de 320 ohms e o díodo ideal, qual será a corrente que percorre o circuito? (R.: 13,12mA)9 - Refaça o exercício 8 considerando um díodo de Si e o modelo simplificado. (R.:10,94mA)10 - Refaça o exercício 8 considerando um díodo de Ge e o modelo simplificado. (R.: 12,19mA)11 - Considerando no circuito da questão 2, R = 10 ohms e o díodo real, faça uma tabela e um gráfico de Id x Vd para V variando de -10V a +10V em intervalos de 1V.12 - Qual é a corrente que percorre o circuito abaixo, se V = 5V, R = 250 ohms e o modelo adoptado é o simplificado para ambos os díodos? (R.: 16mA)
13 - Qual é a tensão V a ser aplicada no circuito da questão 12 para se obter uma corrente de 45 mA, se considerado o modelo simplificado para ambos os díodos e R = 720ohms? (R.: 33,4V)
26.44
14 - Suponha um díodo instalado como a seguir:
O que acontecerá com o brilho da lâmpada L, quando a chave for aberta?15 - Determine a corrente I para cada circuito abaixo. R: a) 0A b) 0,965A c) 1A
16 - Determine Vo e Id para os circuitos abaixo. R: a) Vo = -4,3V Id = 1,95mA b) Vo = 6,51V Id = 1,38mA
17 - Determine Vo para os circuitos abaixo. R: a) 9,5V b) 7 V
27.44
18 - Determine Vo e Id para os circuitos abaixo. R: a) Id = 6,26mA Vo = 7,51V b) Id = 3,57mA Vo = -4,3 V
19 - Determine Vo1 e Vo2 nos circuitos abaixo. R: a) Vo1 = 11,3V Vo2 = 0,3V b) Vo1 = -9V Vo2 = -6,6V c) Vo1 = 0,7V Vo2 = 0,3V
28.44
20 - Determine I e Vo nos circuitos abaixo. R: a1) Vo = 19,3V I = 2,05mA b1) Vo = 14,3V I = 8,7mA a2) Vo = 9,7V I = 9,7mA b2) Vo = 14,6 V I = 0,55mAa3) Vo = 6,6V I = 1,66mA
21 - Alguns circuitos, como os alarmes anti-furto, utilizam uma bateria reserva para o caso de que a fonte de alimentação principal falhe. Descreva o funcionamento do circuito abaixo. Existe algum problema com este circuito?
29.44
22 - Um díodo com n = 1 conduz 3mA para uma tensão de junção de 0,7V. Qual a corrente de saturação Is ? Que corrente fluirá neste díodo se a tensão de junção subir para 0,71V ? E para 0,8V ? Se a tensão diminuir para 0,6V ? Que aumento de tensão na junção aumenta a corrente para um factor de 10, se a tensão inicial for de 0,6V ? Considerar a temperatura 20ºC. (R. 2,89fA; 4,45mA; 156,1mA; 57,6uA; +0,057V)
23 - O circuito da figura abaixo utiliza três díodos idênticos tendo n = 1 e Is = 10-14 A. Calcule o valor da corrente I necessária para obter uma tensão de saída Vo = 2V. Se uma corrente de 1mA for drenada do terminal de saída por uma carga, qual a variação na tensão de saída? Considerar a temperatura 20ºC. (R. 3,8mA; 22,9mV)
24 - No circuito mostrado na figura abaixo, ambos os díodos têm n = 2, mas o díodo D1 tem uma área de junção 10 vezes maior que D2. Qual o valor de V? Para obter uma valor de V de 50mV, que corrente I2 é necessária? Considerar a temperatura 20ºC. (R. 0,11V; 2,69mA)
30.44
3ª lista de exercícios - circuitos rectificadores
1 - Para o circuito abaixo, responda:
- Qual a tensão de pico da fonte? (R.: 16,97V)- Qual é a tensão média da fonte? (R.: 0 V)- Qual é o período da tensão da fonte? (R.: 6,67ms)- Qual a freqüência angular da fonte? (R.: 942,5 rad/s)
2 - Considere o díodo do circuito da questão 1 ideal e calcule a tensão de pico e a tensão média na carga. (R.: 16,97V e 5,4V)
3 - Considere RL = 470 ohms e o díodo de Si, no circuito da questão 1 e calcule a tensão média na carga, a corrente média e a corrente de pico na carga. (R.: 5,18V; 11,02mA; 34,62mA)
4 - Para o circuito abaixo, responda:
31.44
- Qual a tensão eficaz no anodo de D1? (R.: 6,36V)- Qual a tensão eficaz no anodo de D2? (R.: 6,36V)- Qual é a tensão de pico no anodo de D1? (R.: 12,73V)- Qual é a tensão de pico enter o anodo de D1 e o anodo de D2? (R.: 25,46V)- Considere que os díodos são ideais e calcule a tensão de pico e média na carga. (R.: 12,73V e 4,05V)- Considere RL = 80 ohms e os díodos de Si. Calcule a tensão média na carga, a corrente média e de pico na carga. (R.: 7,66V; 95,72mA e 150,3mA)- Calcule a corrente média em cada díodo, considerando as informações no item anterior.- Calcule o valor da tensão de pico reversa sobre cada díodo. (R.: 25,42V)- Calcule o valor da freqüência da tensão presente na carga. (R.: 120Hz)
5 - Para o circuito abaixo, responda:
- Quais os díodos estão conduzindo e quais estão em corte durante o semiciclo positivo da tensão no secundário do transformador. E durante o semiciclo negativo. Aponte o sentido
32.44
da corrente para ambos os casos.- Considere a tensão Vrms no secundário igual a 6V e RL = 25 ohms e díodos de Si. Calcule a tensão média na carga, a corrente média e a corrente de pico na carga. (R.: 4,51V; 180,4mA e 283,4mA)- Usando os dados do item anterior, calcule a tensão de pico reveersa sobre cada díodo da ponte. (R.: 8,48V)
6 - Projete um rectificador para alimentar uma carga com corrente média de até 1,5A, sendo que a tensão de pico não pode exceder 30V. Determine qual é o rectificador mais adequado (compare custo / tensão média de cada um) sendo que os componentes possuem os seguintes valores:
Componente Custo (R$)
Díodo 1N4001 (1A, 50V) 0,18
Díodo 1N4002 (1A, 100V) 0,21
Díodo 1N5400 (3A, 50V) 0,25
Díodo 1N5400 (3A, 100V) 0,32
Transformador com secundário simples - Vef = 12V 7,94
Transformador com secundário simples - Vef = 24V 8,13
Transformador com tap central - Vef = 12+12V 8,32
Transformador com tap central - Vef = 24+24V 8,57
7 - Para o circuito abaixo, esboce Vo e calcule Vdc.
8 - Para o circuito abaixo, esboce Vo e Ir.
33.44
9 - Para o circuito abaixo, responda:
- Dado que Pmax = 14mW para cada díodo, determine a corrente máxima nominal de cada díodo.- Determine Imax para Vimax = 160V.- Determine a corrente através de cada díodo para Vmed = 160V.- Se somente um díodo estivesse presente, o circuito funcionaria dentro das especificações do primeiro item.
10 - Dados o gráfico e o circuito abaixo, calcule Vo e a tensão de pico reversa para cada díodo.
34.44
11 - Esboce Vo para o circuito abaixo e determine a tensão média na carga.
35.44
12 - Esboce Vo para o circuito abaixo e determine a tensão média na carga.
13 - Para o circuito da figura abaixo, responda:
36.44
- Qual é o valor da tensão contínua de saída e da tensão de ripple na carga?- Qual é o valor da tensão de ripple se o valor do condensador é dobrado?
14 - Para o circuito da figura abaixo, responda:
- Qual é o valor da tensão contínua de saída e da tensão de ripple na carga?- Qual é o valor da tensão de ripple se o valor da carga é dobrado?
15 - Para o circuito da figura abaixo, responda:
- Qual é o valor da tensão contínua de saída e da tensão de ripple na carga?- Se a tensão da rede baixa para 105V, qual é o valor da tensão
37.44
contínua de saída e da tensão de ripple na carga?
16 - A fonte do circuto abaixo tem duas tensões de saída, calcular os seus valores médios aproximados.
17 - Para a posição da chave no circuito abaixo, Qual é a tensão média de saída? Se a chave muda de posição, qual é a tensão de saída?
4ª lista de exercícios - Díodos zener
1 - Qual é a diferença entre um díodo comum e um díodo zener?
2 - No circuito abaixo, o díodo é ideal com Vz = 6,8V e R = 470
38.44
ohms. Determine a corrente no circuito para Vin = 12V. (R.: 11,06mA)
3 - Calcule a potência dissipada pelo zener da questão anterior. (R.: 75,23mW)
4 - Para o circuito da questão 2, considere o díodo ideal com Vz = 9,1V e Vin = 15V. Determine o valor de R para que a potência dissipada no zener não supere 500mW. (R.: 107,4 ohms)
5 - Para o circuito da questão 2, considere o díodo ideal com Vz = 15V e R = 330 ohms. Determine o valor de Vin para que a potência dissipada no zener não supere 1W. (R.: 37V)
6 - No circuito da figura abaixo, o díodo é ideal com Vz = 12V, Rs = 920 ohms e RL = 2400 ohms. Determine a corrente na carga, no díodo zener e da fonte para Vin = 25V. (R.: 5 mA; 14,13mA e 9,13mA)
7 - Repita a questão anterior para RL = 5100 ohms, RL = 1000 ohms e RL = 440 ohms e calcule a potência dissipada no zener para cada condição.
8 - Para o circuito da questão 6, considere Vz = 15V, Pz = 1W, Rs = 120 ohms e Vin = 40V. Determine a faixa de variação de
39.44
RL para que o circuito funcione normalmente. (R.: 198 a 282 ohms)
9 - Repita a questão anterior considerando Vz = 18V, Pz = 500mW, Rs = 200 ohms e Vin = 35V.
10 - Para o circuito abaixo, responda:
- Determine VL, IL, Iz e Ir se RL = 180 ohms.- Repita o item anterior para RL = 470 ohms.- Determine o valor de RL que estabelece as condições de máxima potência para o díodo zener.- Determine o valor mínimo de RL que assegura que o díodo zener está na região zener.
11 - Utilizando as tabela de zener, projete o circuito abaixo para manter 12 V para uma variação de 0 a 200mA. Ou seja determine Rs, Vz e Pz.
12 - Para o cicuito abaixo, determine a faixa de Vi que manterá
40.44
VL em 8V e não excedaa potência máxima nominal do díodo zener.
13 - Projete um regulador de tensão que mantenha uma tensão de saída de 20V através de uma carga de 1000 ohms, com uma entrada que varia entre 30 e 50 V. Ou seja, determine o valor apropriado de Rs e Pz.
14 - Para o circuito abaixo, calcule a corrente que atravessa cada um dos resistores e a potência dissipada em cada um dos díodos zener.
15 - O circuito abaixo é um regulador de tensão baseado em um díodo zener. A resistência de carga RL pode variar de modo que IL oscila entre 0 e 80mA. Ao mesmo tempo, a tensão de entrada Ve oscila entre 25 e 35V. Deseja-se que uma tensão regulada de 10V seja mantida. Encontre o valor másimo de R para que haja a regulação, assim como as características do díodo zener que será utilizado. (R.: Rmax = 170,45 ohms Pz = 1,51W)
41.44
16 - O circuito abaixo é um regulador de tensão e a corrente IL é praticamente constante e igual a 100mA. A tensão de saída Vs é de 12V e a tensão Ve varia entre 20 e 25V. Sabendo que a resistência limitadora é de 72 ohms, determinar a potência máxima dissipada no díodo zener.
17 - A tensão de entrada Ve do circuito abaixo é constante e igual a 50V. A tensão de saída é especificada em 15V para uma carga RL variável entre 187,5 e 775 ohms. Encontrar o valor máximo para a resistência limitadora R para que haja regulação e com este valor determinar a potência máxima dissipada no díodo zener.
18 - Deduzir os valores das correntes I1 e I2 e da tensão Vs no circuito abaixo. Considerar Vz = 10V e D2 sendo de Si. (R.: I1 = -3,5mA; I2 = -1,5mA e Vs = 2,3V)
19 - Em relação ao circuito abaixo, responda:
42.44
- Sendo V1 constante, se RL aumenta, o que ocorre com Iz?- Determinar os valores máximo e mínimo de V1 para que o díodo zener execute a função de regulação para qualquer valor da resistência RL dentro da faixa de 200 a 10000ohms. Dados Izmax = 80mA, Vz = 10V e D1 um díodo ideal. (R.: Vemin = 15,5V; Vemax = 18,1V; V1min = 21V ;V1max = 27,3V)
43.44
