Eletrônica Linear 1

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Material de Consulta para o Aluno 
 
3º Tópico – Tipos de circuitos retificadores. 
 
Circuitos retificadores 
Os equipamentos eletrônicos são, em geral, alimentados por tensão DC(contínua). 
Para que a tensão CA da rede elétrica possa ser utilizada como fonte de 
alimentação desses equipamentos, é necessário retificá-la e convertê-la em tensão 
DC por meio de um circuito conhecido como retificador. Este circuito pode ser 
construído de três formas: retificador de meia onda, de onda completa com center 
tap e em ponte. 
 
Circuito retificador de meia onda 
Recapitulando o que já foi estudado, 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-se 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. O 
retificador de meia onda é construído apenas por um diodo. (figura 1) 
 
Figura 1 - Circuito retificador de meia-onda 
Funcionamento do circuito 
O sinal que sai do secundário do transformador é aplicado no retificador (diodo). No 
semiciclo positivo da tensão AC, quando o ponto A está positivo em relação ao 
ponto B, o diodo está polarizado diretamente e conduz. Com isso, a corrente circula 
de A até B passando pelo diodo e pela carga(RL). No outro semiciclo o ponto A fica 
negativo em relação a B, o diodo está polarizado inversamente e não conduz. Tem-
se corrente em RL, somente, nos semiciclos positivos de entrada. Os semiciclos 
positivos passam para a saída e os semiciclos negativos ficam no diodo. A 
frequência de ondulação na saída é igual à frequência de entrada. O retificador de 
meia onda tem baixa eficiência. (Figura 2) 
 
Eletrônica Linear I 
 
 
Figura 2 - Formas de onda no circuito 
Cálculo do valor médio da tensão na carga 
𝑉"#$	&' =
𝑉"á*
𝜋 
 
Calculo do valor médio da corrente na carga e no diodo 
𝐼$ = 𝐼' =
𝐼"á*
𝜋 
 
Valor eficaz da tensão na carga 
𝑉#- =
𝑉"á*
2 
 
Valor eficaz da corrente na carga e no diodo 
𝐼#- =
𝐼"á*
2 
 
O diodo a ser utilizado deverá ter as seguintes características: 
1) 𝐼$/ 	> 	
12á3
4
 
2) 𝑉& 	> 	𝑉"á*	𝑜𝑢	𝑉78/9 
 
 
OBS 1.: As formas de onda estão representadas, considerando o diodo como ideal. 
VCC é o valor médio da tensão contínua em RL. 
VP é o valor de pico da tensão. 
Vef é o valor eficaz ou rms da tensão alternada no secundário do transformador. 
OBS 2.: Invertendo o diodo, a tensão de saída será negativa. O diodo conduz, 
somente, durante os semiciclos negativos. Os semiciclos positivos ficam no diodo. 
Exercício resolvido 
1) Um retificador de meia onda tem um sinal de saída com tensão de pico de 
18 V(máxima). Determine: 
a) A tensão média sobre a carga; 
b) A tensão eficaz sobre a carga 
Resolução: 
a) 𝑉"#$	&' =
:2á3
4
 
 
𝑉"#$	&' =
;<
=,;?
= 5,73𝑉 
 
b) 𝑉#- =
:2á3
C
 
 
𝑉#- =
18
2 = 9	𝑉 
 
 
 
Figura 3 - Circuito retificador de meia onda com tensão negativa 
 
 
Circuito retificador de onda completa com center tap 
 
 
Figura 4 - Circuito retificador de onda completa com dois diodos e derivação central 
Funcionamento do circuito. 
Este circuito é também denominado de retificador de onda completa convencional. 
Há uma defasagem de 180º entre as tensões de saída do transformador, VA e VB. As 
tensões VA e VB são medidas em relação ao ponto C (0V). Quando A for positivo, B 
será negativo, a corrente sai de A passa por D1 e RL e chega ao ponto C. Quando A 
for negativo, B será positivo, a corrente sai de B passa por D2 e RL e chega ao ponto 
C. Para qualquer polaridade de A ou de B a corrente IL circula num único sentido em 
RL e por isto, a corrente em RL é contínua. Somente os semiciclos positivos de A e 
de B passam para a saída. A frequência de ondulação na saída é o dobro da 
frequência de entrada. As formas de onda considerando diodo ideal estão 
representadas na figura 5. 
 
 
 
Figura 5 - Formas de onda do retificador de onda completa a 2 diodos 
Valor médio da tensão na carga 
𝑉GH =
2. 𝑉"á*
𝜋 
Valor eficaz da tensão na carga 
𝑉#- =
𝑉"á*
√2
 
Corrente média na carga e nos diodos 
𝐼GH = 	
𝐼"á*
𝜋 
A tensão reversa máxima sobre os diodos 
𝑉&"á* = 2. 𝑉"á* 
Os diodos D1 e D2 a serem utilizados deverão ter as seguintes características: 
1) 𝐼$/ 	> 	 12á34 (Corrente média) 
 
2) 𝑉& 	> 	𝑉"á*	𝑜𝑢	𝑉78/9 (Tensão reversa máxima) 
 
3) A tensão de pico sobre a carga é igual a tensão de pico do secundário do 
transformador. 
 
Invertendo os dois diodos, a tensão de saída será negativa. Os diodos D1 e D2 
conduzem os semiciclos negativos de A e de B para a saída. (Figura 6) 
 
Figura 6- Circuito retificador de onda completa com 2 diodos - tensão negativa 
Cuidado: Se inverter somente um dos diodos tem-se uma sobrecarga que 
poderá danificar os diodos e o transformador. 
Exercício resolvido 
1) Um retificador de onda completa tem um sinal de saída com tensão de pico de 
12,7 V aproximadamente(máxima). Determine: 
a) O valor médio da tensão na carga; 
b) O valor eficaz da tensão na carga 
 
Resolução: 
a) 𝑉GH =
C.:2á3
4
 
𝑉GH =
2	.		12,7
3,14 = 8	𝑉	𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 
b) 𝑉#- =
:2á3
√C
 
𝑉#- =
;C,V
√C
= 9	𝑉 
Retificador de onda completa em ponte 
 
Dentre as várias formas de ligar diodos de modo a criar um retificador e converter 
AC para DC, a ponte retificadora é a mais importante e produz uma retificação de 
onda completa. Um retificador de onda completa pode ser feito a partir de apenas 
dois diodos, como visto anteriormente, mas este método raramente é usado uma 
vez que os diodos são extremamente baratos. Um único diodo pode ser utilizado 
como retificador, também visto em aula anterior, mas só aproveita o semiciclo 
positivo(+) do sinal AC, apresentando uma baixa eficiência. 
 
Uma Ponte Retificadora usa toda onda AC (tanto o semiciclo positivo quanto o 
negativo). Como cada diodo de silício gera aproximadamente uma queda de tensão 
de 0,7V na condução, teremos uma perda de 1,4V na ponte, porque sempre 
teremos dois diodos em condução. Pontes retificadoras são classificadas pela 
corrente máxima e a tensão inversa máxima que podem suportar (esta deve ser, 
pelo menos, três vezes a tensão RMS de modo a que os retificadores possam 
suportar os picos de tensão). O retificador recebe um sinal alternado do secundário 
do transformador e o transforma em corrente contínua pulsante. A retificação 
acontece em todo ciclo AC. A figura 7 demonstra o circuito retificador em ponte de 
diodos e a forma de onda do sinal em sua saída. 
 
 
Figura 7 - Retificador em ponte e sinal visto na saída 
Funcionamento do circuito. 
 
O retificador em ponte dispensa o uso do transformador com tomada central e com 
isto, pode-se ter um retificador de onda completa ligado diretamente à rede elétrica. 
Quando A é positivo em relação a B, a corrente sai de A passa por D1, RL, D3 e 
chega ao ponto B. Quando A é negativo em relação a B, a corrente sai de B passa 
por D2, RL, D4 e chega ao ponto A. Conduzem somente dois diodos de cada vez. 
Quando o ponto A é positivo D1 e D3 conduzem. Quando o ponto A é negativo D2 e 
D4 conduzem. Para qualquer polaridade de A ou de B a corrente IL circula num único 
sentido em RL e por isto, a corrente em RL é contínua. Somente os semiciclos 
positivos passam para a saída. A frequência de ondulação na saída é o dobro da 
frequência de entrada. Na figura 8 estão representadas as formas de onda, 
considerando o diodo ideal. 
 
 
Figura 8 - Representação dos sinais no retificador de onda completa em ponte 
 
Calculo do valor médio da corrente na carga e no diodo 
𝐼GH =
𝐼"á*
𝜋 
 
Tensão reversa sobre os diodos 
𝑉& = 	𝑉"á* 
 
 
O diodo a ser utilizado deverá ter as seguintes características: 
3) 𝐼$/ 	> 	
12á3
4
 (corrente média) 
4) 𝑏𝑉& 	> 	𝑉"á*	𝑜𝑢	𝑉78/9 (Tensão Reversa Máxima) 
 
Invertendo os quatro diodos, a tensãode saída será negativa. Quando A é positivo 
em relação a B, a corrente sai de A passa por D4, RL, D2 e chega ao ponto B. 
Quando A é negativo em relação a B, a corrente sai de B passa por D3, RL, D1 e 
chega ao ponto A. Quando o ponto A for positivo D2 e D4 conduzem. Quando o 
ponto A for negativo D1 e D3 conduzem. (Figura 9) 
 
Figura 9 - Circuito retificador em ponte com tensão negativa 
 
 
Exercício resolvido 
 
1) Dado um retificador em ponte em que os diodos possuem as seguintes 
especificações 5A/1200V. Calcule: a máxima potência contínua que pode ser 
extraída da ponte quando esta estiver sendo alimentada pela tensão da rede 
elétrica de 220 V. 
 
Resolução: 
Para calcularmos a potência na carga deve-se fazer: 
𝑃$/	"á* = 𝑉$/	. 𝐼$/ (equação I) 
 
𝑉$/ = 	
C.:2á3
4
 (equação II) 
 
 
A tensão máxima é calculada por:𝑉"á* = 𝑉#-. √2 (equação III) 
 
𝑉"á* = 220. √2 
𝑉"á* = 310,2	𝑉	𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 
 
Substituindo 𝑉"á* na equação II, temos: 
 
𝑉$/ = 	
2. 𝑉"á*
𝜋 =
2	. 310,2
3,14 
 
𝑉$/ = 197,58	𝑉 
 
A corrente é igual a duas vezes a corrente média no diodo, ou seja, 
 𝐼$/	/Z[\Z = 2	. 𝐼$/	$89$9 
 
𝐼$/	/Z[\Z = 2	. 5 = 10	𝐴 
 
Então: 𝑃$/	"á* = 𝑉$/	. 𝐼$/ 
𝑃$/	"á* = 197,58	. 10 = 1975,80	𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠	𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒