Comparador teoria, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

Baixe Comparador teoria e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity! SENAI Deparamento Regional de São Paula Eletrônica Eletrônica básica - Teoria Comparação entre circuitos retificadores Comparação entre circuitos retificadores O SENAL-SP, 2003 Trabalho editorado pela Gerência de Educação da Diretoria Técnica do SENAI-SP, a partir dos conteúdos extraídos da apostila homônima Comparação entre circuitos retificadores - Teoria. SENAI - DN, RJ, 1985. Capa Gilvan Lima da Silva Digitalização UNICOM - Terceirização de Serviços Ltda SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional de São Paulo - SP Av. Paulista, 1313 — Cerqueira Cesar São Paulo — SP CEP 01311-923 Telefone (0XX11) 3146-7000 Telefax (0XX11) 3146-7230 SENAI on-line 0800-55-1000 E-mail Senaidsp.senai.br Home page http://www .sp.senai.br Comparação entre circuitos retificadores Introdução Uma das condições mais importantes para que um aparelho eletrônico tenha um desempenho ótimo é a correta escolha e dimensionamento da fonte de alimentação. A fonte precisa ter condições de suprir a tensão e corrente necessárias ao equipamento, mesmo nas condições de funcionamento mais severas. Esta unidade aborda os parâmetros a serem considerados na escolha de uma fonte de alimentação e alguns aspectos do dimensionamento dos seus componentes, visando capacitá-lo a optar corretamente pelo modelo de circuito adequado a cada situação. Pré-requisitos Para ter sucesso no desenvolvimento dos conteúdos e atividades desta unidade você deverá ter conhecimentos relativos a: e Circuitos retificadores e Filtros em fontes de alimentação SENAI-SP - INTRANET 5 Comparação entre circuitos retificadores Parâmetros de comparação A retificação da CA pode ser feita em meia onda ou onda completa, com ou sem filtro. Cada uma das formas tem características próprias. Para que seja possível comparar os resultados obtidos com cada uma das formas e, por conseguinte, avaliar o desempenho das retificações empregam-se alguns parâmetros: e Tensão saída com carga; e Percentual de ondulação; e Fator de regulação. Tensão de saída Os circuitos retificadores de meia onda e onda completa com filtro tem a mesma tensão de saída quando não há carga na saída, porque não há ondulação conforme figuras abaixo. “anal arda zemprsa ' sem carga “ezuria meia arda * vara SENAI-SP - INTRANET 7 Comparação entre circuitos retificadores As fontes de alimentação de boa qualidade tem um percentual de ondulação em torno de 5%. As fontes retificadoras de meia onda e onda completa sem filtro tem um percentual de ondulação muito elevado, o que limita as suas aplicações a circuitos que não necessitem tensões contínuas mais puras. Desenvolvendo-se a divisão na equação obtem-se uma forma mais simples. Percentual de ondulação em fontes com filtro. V WOND= —CiDe 4009 VI2V ço Esta equação é válida para meia onda e onda completa com filtro. Exemplo de emprego da equação: Uma fonte retificadora fornece, com carga máxima, uma tensão CC de 11V. A tensão de ondulação é de 1,5Vca. Qual é o percentual de ondulação da fonte? V % OND = —Nee 499 VI2 Voc 15 15 % OND = — .100= —— .100 ú ZM 3811 Y% OND = 0,039. 100 % OND = 3,9% Esta fonte pode ser considerada de boa qualidade. 10 SENAI-SP - INTRANET Comparação entre circuitos retificadores Fator de regulação da fonte O fator de regulação expressa a capacidade de uma fonte em manter a tensão de saída constante em função da variação da corrente de carga. Matematicamente o fator de regulação é dado por: R% = Vecstcaga - Voccarga máxima 400 Voc carga máxima O fator de regulação também é um parâmetro que define a qualidade de uma fonte. Fontes com fator de regulação de até 10% podem ser consideradas de boa qualidade. A seguir está apresentando um exemplo de cálculo do fator de regulação de uma fonte. Um circuito retificador fornece 6 Vcc quando sem carga e 5,6 Vcc quando com carga nominal. Qual é o fator de regulação desta fonte? R% = BVcc -5,6 Voc . 100 58Vec R% = 0,071. 100 R=7,1% Pesquisa de defeitos em fontes com filtro Em retificações de meia onda com filtro pode-se facilmente determinar se o circuito esta funcionando corretamente, desligando a carga e medindo: e Atensão CA antes do diodo e Atensão CC de saída (após o diodo) = ? = +. SENAI-SP - INTRANET 11 Comparação entre circuitos retificadores Pelo valor de tensão encontrado na saída se pode determinar se o funcionamento é correto ( Vcc = Vca - 2 ). Caso seja constatado um mau funcionamento pode-se testar em primeiro lugar o capacitor de filtro, desligando um dos seus terminais e medindo com olmímetro. Caso o capacitor esteja em condições testa-se o restante do circuito (mantendo o capacitor desligado) como uma retificação de meia onda sem filtro. Quando o circuito é de onda completa é mais difícil determinar se o funcionamento é normal apenas medindo as tensões CA e CC. Caso um dos diodos esteja danificado a diferença na tensão de saída dificilmente é detectável. (esta diferença se deverá apenas a uma ondulação maior). Nestes casos pode-se seguir o seguinte fluxograma: DES. EAR CAPACITOS E FITRO t TESTAR CAM “OR CE TAS EMBETITUIS ka CAPACITOR k E TESTAR BENIN FLLIXCHS Rabo, DF TERCF PaRá RE. E sação DE aca COMPLE-A Quando o capacitor de filtro está danificado (em curto ou com fuga) os diodos podem ter sido prejudicados, por isto devem ser testados antes de religar o circuito. 12 SENAI-SP - INTRANET Comparação entre circuitos retificadores A tabela abaixo apresenta alguns diodos comerciais com seus respectivos valores de VRWM: Diodo VRWM 1N4004 400V SKE 1/12 1200V By 127 1250V Corrente média nos diodos Os diodos utilizados nos circuitos retificadores conduzem corrente em ciclos interminentes. [RE Estes picos de corrente se traduzem em valor de corrente média que circula para a carga através do diodo (ou diodos). SENAI-SP - INTRANET 15 Comparação entre circuitos retificadores Os folhetos técnicos, fornecidos pelos fabricantes, trazem o valor de corrente média que cada diodo pode suportar. Esta corrente é designada pela sigla Irav que significa: coreme direta Lo média (AVERAGE)! A tabela 3 apresenta alguns diodos comerciais com suas características Irav : Diodo 1N4004 SKE 1/12 BY 127 IFAV 42 1,38 1A Corrente de pico nos diodos Nos circuitos retificadores com filtro o diodo retificador conduz apenas durante um pequeno período de tempo, para recarregar o capacitor (tempo de carga). SE RAR T; = Tempo de carga do capacitor (diodo em condução) 16 SENAI-SP - INTRANET Comparação entre circuitos retificadores Durante o curto período de tempo que o diodo conduz o capacitor recebe toda a carga perdida durante o período de descarga. Isto faz com que a intensidade de corrente durante a condução do diodo seja elevadíssima. Va TENSÃO DE SAIDA = DO CIRCUITO CORRENTE DE PICO NO DIDO Esta corrente é denominada de corrente de pico repetitiva do diodo, sendo fomecida nos catálogos e manuais de diodos. Esta corrente é difícil de determinar matematicamente, porque depende de muitos fatores. Porém, deve-se lembrar sempre que quanto maior o capacitor de filtro maior o seu valor. A corrente de pico repetitiva é a razão pela qual não se pode aumentar indefinidamente o capacitor de filtro de uma fonte. SENAI-SP - INTRANET 17 Comparação entre circuitos retificadores Vcs 2 [113 -2.0,7] voc= 2 [13-14] - Voc=-".99 T T 314 Vcc = 0,636. 9,9 Vec = 6,3V Percentual de ondulação Valor fixo = 48% Tensão reversa de trabalho em cada diodo Vrem = Em Veru = 11,3V Corrente média em cada diodo fi, = Voo . 68Vv 63V Wo 2R 2270 540 leav= NTMA Poderia se utilizar, por exemplo, um diodo com as seguintes características: Vrwm = 25V Iray = 200mA Exemplo 2 Circuito retificador de onda completa com derivação central, diodos de silício, com filtro, tensão CA de entrada 35V, carga 230mA, ondulação desejada 5Vpp. Tensão de saída Não é necessário considerar a queda nos diodos (Vca) 10V) V. Vcc = Eu- [eee | Eus Voa. 2 Eu= 35.1,41 Eu = 49,4V Vonpp = 5V (fornecido) 5V Vcc = 494- 6 Vec = 46,9V 20 SENAI-SP - INTRANET Comparação entre circuitos retificadores Percentual de ondulação Vono 5V % OND = —See 400 Y% OND = —————— .100 . VI2Ncc ú V12.46,9V WOND=-—8U 490 % OND = SV 3,46.46,9V 162,2V Y% OND = 3,1% Percentual de regulação %R= dem teo. Vcen = Ew (retificação onda completa) cc Vcenc= 49,4V Vcc = 46,9V (com carga) % R= 494V-469V 9 pR=-2º 400 46,9V 46,9V % R=5,3% Cálculo do capacitor de filtro Cc=T. Imáx ONDpp T = 8,33 ms = onda completa Imáx = 230mA (fornecido) Vonvpp = 5V (valor desejado fornecido) c=833. 230 5 C=383u F Usando valores comerciais o capacitor poderia ser de 470u F, 63V. Tensão reversa de trabalho em cada diodo Vawu= 2Em Vrwm = 2.494 V Vawy = 98,8V SENAI-SP - INTRANET 21 Comparação entre circuitos retificadores Corrente média em cada diodo lay = a lrav= 230mA lçay = 115mA Poderiam ser utilizados, por exemplo, 2 diodos com as seguintes características: Vawm = 150V lay = 200mA 22 SENAI-SP - INTRANET Eletrônica básica Teoria: 46.15.11.752-8 Prática: 46.15.11.736-4 SONDA BON + EVLPOLLOLLOSNDANNNNANNNNADdd dada BSBUSFLENESBBNSANINRISZHIZARDRIS Tensão elétrica Corrente e resistência elétrica Circuitos elétricos Resistores Associação de resistores Fonte de CC Lei de Ohm Potência elétrica em CC Lei de Kirchhoff . Transferência de potência - Divisor de tensão . Resistores ajustáveis e potenciômetros . Circuitos ponte balanceada - Análise de defeitos em malhas resistivas - Tensão elétrica alternada - Medida de corrente em CA - Introdução ao osciloscópio - Medida de tensão CC com osciloscópio . Medida de tensão CA com osciloscópio . Erros de medição - Gerador de funções . Medida de frequência com osciloscópio . Capacitores - Representação vetorial de parâmetros elétricos CA . Capacitores em CA . Medida de ângulo de fase com osciloscópio - Circuito RC série em CA . Circuito RC paralelo em CA . Introdução ao magnetismo e eletromagnetismo - Indutores - Circuito RL série em CA . Circuito RL paralelo em CA - Ponte balanceada em CA - Circuito RLC série em CA . Circuito RLC paralelo em CA . Comparação entre circuitos RLC série e paralelo em CA - Malhas RLC como seletoras de fregiências . Soldagem e dessoldagem de dispositivos elétricos . Montagem de filtro para caixa de som - Transformadores Teoria 46.15.12.760-4 Prática: 46.15.12.744-1 41. Diodo semi condutor 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 84. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. Ta. 75. 76. 77. Retificação de meia onda Retificação de onda completa Filtros em fontes de alimentação Comparação entre circuitos retificadores Diodo emissor de luz Circuito impresso - Processo manual Instrução para montagem da fonte de CC Multímetro digital Diodo zener O diodo zener como regulador de tensão Transistor bipolar - Estrutura básica e testes Transistor bipolar - Princípio de funcionamento Relação entre os parâmetros ls, lc e Vcr Dissipação de potência e correntes de fuga no transistor Transistor bipolar - Ponto de operação Polarização de base por corrente constante Polarização de base por divisor de tensão Regulador de tensão a transistor O transistor como comparador Fonte regulada com comparador Montagem da fonte de CC Amplificador em emissor comum Amplificador em base comum Amplificador em coletor comum Amplificadores em cascata Transistor de efeito de campo Amplificação com FET Amplificador operacional Circuito lineares com amplificador operacional Constante de tempo RC Circuito integrador e diferenciador Multivibrador biestável Multivibrador monoestável Multivibrador astável Disparador Schmitt Sensores Todos os títulos são encontrados nas duas formas: Teoria e Prática