UNIVERSIDADE POSITIVO
ENGENHARIA ELÉTRICA
ELETRÔNICA ANALÓGICA
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA:
CIRCUITOS RETIFICADORES
Equipe: Cleyton Bronoski
Felipe Cristiano Precybilovicz
Rafael Penczkowski
Curitiba
2011
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
A – Ampère
I – Corrente Elétrica
F – Faraday
Hz - Hertz
k – quilo
M – mega
m – mili
n – nano
p – pico
P – Potência Ativa
R – Resistência
T – Período
f - Frequência
V – Tensão Elétrica
V – Volt
V2p – Tensão de pico a pico
Vd – Tensão no diodo
Vca – Tensão Alternada
Vcc – Tensão Contínua
W – Watt
– Ohm
– micro
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..................................................................................................................41.1 OBJETIVOS GERAIS.................................................................................................................41.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS........................................................................................................4
2 MATERIAL UTILIZADO................................................................................................5
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA.....................................................................................6
4 DESENVOLVIMENTO...................................................................................................10
5 RESULTADOS OBTIDOS..............................................................................................11
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS...........................................................................................16
REFERÊNCIAS.....................................................................................................................................17
1 INTRODUÇÃO
1.1 OBJETIVOS GERAIS
O objetivo principal desta sequência de aulas práticas é o de conhecer mais a
fundo a aplicação de diodos como circuitos retificadores de corrente alternada.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Montar e analisar circuito Retificador em meia onda;
Montar e analisar circuito Retificador de onda completa com derivação
central;
Montar e analisar circuito Retificador de onda completa em ponte, com filtro
capacitivo.
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2 MATERIAL UTILIZADO
Componentes
a) Capacitor (es):
Eletrolítico: (1) 470F/63V; e (1) 1000F/63V.
b) Diodo(s):
Retificador: (4) 1N4007.
c) Resistor (es):
Filme carbono: 1 k/1W.
Equipamentos
– Osciloscópio digital 100 MHz.
– Transformador de Tensão 127V 220V 9V+9V.
Materiais
– Alicates de bico e de corte.
– Fios para conexão.
– Matriz de contatos.
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3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
É Comum em circuitos eletrônicos o uso de baterias de alimentação. Devido ao alto custo de uma bateria se comparado com a energia elétrica, torna-se necessário a criação de um circuito que transforme a tensão alternada de entrada em uma tensão contínua compatível com a bateria. O diodo é um dos componentes responsáveis por esta passagem de Vca para Vcc, chamada “Retificação”.
Onda Senoidal
A onda senoidal é representa um sinal elétrico comum. Sinais mais complexos podem ser representados através da soma de sinais senoidais distintos.
Figura 1 – representação de onda senoidal
Fonte: BERTOLI, Roberto Angelo, ELETRÔNICA.
Onde:
Up=Tensão de pico
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Retificador de Meia Onda
O diodo tem a característica de conduzir corrente somente num sentido e devido a esta característica unidirecional, o mesmo é utilizado para retificar. O diodo ideal com polarização direta comporta como uma chave fechada e com polarização reversa comporta como uma chave aberta. O diodo real tem resistência direta muito baixa e resistência reversa muito alta.
Figura 2: Retificador de meia onda.
Fonte: Portal Universitário UP, Eletrônica Analógica, 2011.
Retificador de Onda Completa com derivação central
No circuito retificador de onda completa com derivação central, a diferença para o meia onda consiste na adição de um diodo a mais no circuito, com isso o circuito é equivalente a dois retificadores de meia onda, porém enquanto um diodo retifica o semiciclo positivo da onda senoidal, o outro diodo faz o mesmo papel, porém com o semiciclo negativo da tensão, ocasionando assim uma forma de onda retificada completamente para o ciclo positivo.
Figura 3: Retificador de onda completa com derivação central.
Fonte: Portal Universitário UP, Eletrônica Analógica, 2011.
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Retificador de Onda Completa em ponte
Este é com certeza o mais usado entre os retificadores conhecidos, pois apresenta um melhor desempenho em relação aos outros.
Em cada pico de tensão dois diodos conduzem em sequência, efetuando assim a retificação do sinal, e outra característica importante é a menor perca de tensão do sinal alternado para o contínuo em relação aos outros retificadores citados anteriormente.
Figura 4: Retificador de onda completa em ponte.
Fonte: Portal Universitário UP, Eletrônica Analógica, 2011.
Forma de onda
O sinal verificado na carga após a retificação completa em ponte é representado na imagem abaixo:
Figura 4: Forma de onda Retificador em ponte.
Fonte: BERTOLI, Roberto Angelo, ELETRÔNICA.
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Filtro Capacitivo para o Retificador
A tensão de saída de um retificador sobre um resistor de carga é pulsante como mostrado na Figura4. Durante um ciclo completo na saída, a tensão no resistor aumenta a partir de zero até um valor de pico e depois diminui e retorna a zero. No entanto a tensão de uma bateria (por exemplo) deve ser estável. Para Obter esse tipo de tensão retificada na carga, torna-se necessário o uso de um filtro.
O tipo mais comum de filtro para circuitos retificadores é o filtro com capacitor mostrado na figura 5, onde o capacitor é colocado em paralelo ao resistor de carga.
Figura 5: Sinal contínuo após filtro capacitivo.
Fonte: BERTOLI, Roberto Angelo, ELETRÔNICA.
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4 DESENVOLVIMENTO
A montagem e medição dos circuitos foi feita de acordo com o Roteiro de Aula-Prática disponibilizado, e baseia-se em alguns passos citados logo abaixo:
*Para os circuitos: Meia onda, Onda completa com derivação central, e Onda completa em Ponte.
a) Medir e anotar no quadro correspondente, tensão no(s) secundário(s) do
transformador, a tensão no(s) diodo(s) e a tensão na carga;
b) Medir e anotar no quadro correspondente o período e a frequência das formas de
onda das tensões no(s) secundário(s), no(s) diodo(s) e na carga;
c) Obter as formas de onda das tensões no(s) secundário(s), no(s) diodo(s) e na carga;
d) Comparar os níveis de tensão média na carga dos três circuitos retificadores;
*Para o circuito: Onda completa em ponte com filtro capacitivo.
a) Montar o circuito conforme o diagrama da Figura 4, com V1 = 110 VCA/ 60Hz, V2 =
9+9 VCA, RL = 1 k, C = 470 F e C = 1000 F;
b) Calcular e/ou estimar os valores dos parâmetros listados no quadro correspondente;
c) Medir todos os valores dos parâmetros listados no quadro correspondente;
d) Comparar a forma de onda da tensão na carga obtida com e sem o filtro capacitivo
acoplado ao circuito retificador;
e) Comparar os valores da tensão de ondulação (ripple) obtidos com os dois
capacitores de filtragem.
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5 RESULTADOS OBTIDOS
A seguir serão detalhados os resultados obtidos de cada circuito montados no decorrer das aulas práticas.Quadro 1: Resultados obtidos para os circuitos retificadores analisados.
Retificador de Meia Onda
ParâmetroValor Calculado ou
Estimado
Valor Medido
Bancada
V2p 12,72V 13,2V
VD VBR 0V 12,7V 0,7V 13,0V
VRLp VRLmd 12,67V 4,05V 13,0V 4,12V
TV2 fV2 16,67ms 60Hz 16,66ms 60Hz
TVD fVD 16,67ms 60Hz 16,66ms 60Hz
TVRL fVRL 16,67ms 60Hz 16,66ms 60Hz
Retificador de Onda Completa com Derivação Central
ParâmetroValor Calculado ou
Estimado
Valor Medido
Bancada
V2p 25,4V 27,4V
V2Ap V2Bp 12,6V 12,6V 13,8V 13,8V
VD VBR 0,7V 25,4V 0,7V 26,9V
VRLp VRLmd 13,6V 8,08V 13,2V 8,47V
TV2 fV2 16,66ms 60Hz 16,66ms 60Hz
TV2A fV2A 16,66ms 60Hz 16,66ms 60Hz
TV2B fV2B 16,66ms 60Hz 16,66ms 60Hz
TVD fVD 16,66ms 60Hz 16,66ms 60Hz
TVRL fVRL 8,33ms 120Hz 8,33ms 120Hz
Retificador de Onda Completa em Ponte
ParâmetroValor Calculado ou
Estimado
Valor Medido
Bancada
V2p 25,4V 26,4V
VD VBR 0,7V 25,4V 0,7V 26,9V
VRLp VRLmd 25,4V 16,17V 26,0V 16,8V
TV2 fV2 16,67ms 60Hz 16,67ms 60Hz
TVD fVD 16,67ms 60Hz 16,67ms 60Hz
TVRL fVRL 8,33ms 120Hz 8,34ms 120Hz
Fonte: Roteiro de Aula Prática.
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Fonte Não-regulada com Filtro de 470 F
ParâmetroValor Calculado ou
Estimado
Valor Medido
Bancada
V2p 25,45V 26,4V
VRLp 25,45V 24,3V
fripple 120Hz 119,9Hz
Vripple 450mVpp 390mVpp
Fonte Não-regulada com Filtro de 1000 F
ParâmetroValor Calculado ou
Estimado
Valor Medido
Bancada
V2p 25,45V 26,4V
VRLp 25,45V 24,5V
fripple 120Hz 120Hz
Vripple 211mVpp 184mVppFonte: Roteiro de Aula Prática.
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5.1 FORMAS DE ONDA NA CARGA
Retificador Meia Onda.
- Sinal retificado
Figura 6: forma de onda na carga, meia onda.
Fonte: Própria, 2011.
Retificador Onda completa com Derivação Central
- Sinal retificado
Figura 7: forma de onda na carga, derivação central.
Fonte: Própria, 2011.
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Retificador Onda Completa em ponte
- Sinal retificado
Figura 8: forma de onda na carga, ponte.
Fonte: Própria, 2011.
Retificador Onda Completa em ponte com filtro capacitivo-Sinal retificado
Figura 9: forma de onda na carga, filtro capacitivo.
Fonte: Própria, 2011
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5.2 CÁLCULOS
Meia Onda:
Derivação Central
Onda Completa em Ponte
Onda Completa em Ponte com Filtro Capacitivo
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6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Após o término de todas as práticas e análises feitas, podemos levar em
conta que os resultados convergem totalmente com os detalhes teóricos verificados e
estudados em sala de aula, para todos os tipos de retificadores, ocorrem algumas
pequenas diferenças em valores medidos e calculados, porém isso pode ser justificado
devido a arredondamentos, tolerância de componentes, variações e percas, entre outros
fatores que influenciam em pequenos detalhes, mas que são passíveis de aceitação.
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REFERÊNCIAS
BERTOLI, Roberto Angelo. ELETRÔNICA. Apostila, Colégio Técnico Industrial.
DE SOUZA, Ivair José. Circuitos Retificadores. Disponível em: <http://ivairsouza.com/circuitos_retificadores.pdf> Acesso em 19/04/2011
Roteiro de Aula Prática – Disponível no Portal Universitário
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