Exp02_Diodo_RetificadorMonofasicoMeiaOnda

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ENGENHARIA ELÉTRICA 
LAB. ELETRÔNICA ANALÓGICA 1– SRTLEA1 
Professores: Daniel Castilho e Márcio Bender 
Machado 
DATA 
15 / 03 / 24 
EXP: 02 
 
Retificador Monofásico de Meia Onda (Valor Médio e Eficaz) 
Aluno(s): Gustavo Moscardini, João Pedro Sordi e Pedro Sampaio 
 
 
LISTA DE MATERIAIS (Aproximar Valores) 
1 x Proto Board 
1 x Multímetro 
1 x Osciloscópio 
1 x Transformador 127/12 VAC 
1 x Diodo 1N400X 
1 x Resistor 10 kΩ ou Lâmpada 12 V / 6 W 
 
1 - Pré Laboratório 
 
1. Pesquisar na internet, o DataSheet do diodo 1N4007 (ou 1N4004), e anotar suas 
principais características, conforme a tabela abaixo: 
 
Valores Típicos/Máximos a 25° C 
Corrente Direta IF = 1 A 
Tensão Direta VF = 1 V 
Corrente Reversa IR = 5,0 mA 
Tensão Reversa VR = 1000 V 
 
 
 
 
 
 
2. Faça o prognóstico da forma de onda dos sinais VP, VS, VR e VD do circuito retificador 
de ½ onda mostrado no item 2 da parte prática. Indique os valores de tensão nos 
gráficos sabendo-se que é utilizado um transformador 127/12 VAC. 
 
vP 
 
vS 
 
 
 
 
vR 
 
 
 
vD 
 
 
 
 
 
 
 
3. Calcule os valores teóricos (ver equações no final do relatório): 
a. tempo de início de condução; 
 
 
𝑡𝑖 =
𝑎𝑟𝑐𝑠𝑒𝑛 (
1
10)
2𝜋 ⋅ 100
= 150 µ𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑉𝑆𝑀𝑎𝑥
≫ 𝑉𝐹, → 𝑡𝑖 ≈ 0[𝑠] 
 
𝑇 =
1
60
= 16,67m𝑠 𝜔 = 2 ⋅ 𝜋 ⋅ 𝑓 [
𝑟𝑎𝑑
𝑠
] 
 
𝛼 → â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢çã𝑜 
 
𝛼 =
2𝜋 ⋅ 150 ⋅ 10−6
10 ⋅ 10−3
= 0,094 𝑟𝑎𝑑 𝛼𝑜 =
150 ⋅ 10−6
10 ⋅ 10−3
⋅ 360𝑜 = 5,4° 
 
 
b. tensão média na carga; 
 
𝑉𝑅𝑀𝑒𝑑
=
1
𝑇
⋅ ∫ (𝑉𝑆𝑀𝑎𝑥
− 𝑉𝑇) ⋅ 𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡) ⋅ 𝑑(𝜔𝑡)
𝑇
2
−𝛼
𝛼
𝑇 = 2𝜋𝑉𝑅𝑀𝑒𝑑
=
10
𝜋
= 3,18 𝑉 
 
 
c. tensão RMS na carga; 
 
𝑉𝑅𝑅𝑀𝑆
= √1
𝑇
⋅ ∫ [(𝑉𝑆𝑀𝑎𝑥
− 𝑉𝑇) ⋅ 𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡)]
2
⋅ 𝑑(𝜔𝑡)
𝑇
2
−𝛼
𝛼
𝑇 = 2𝜋𝑉𝑅𝐸𝑀𝑆
=
7,07
2
= 3,53 𝑉 
 
 
d. potência RMS na carga; 
 
𝑃𝑅𝑀𝑒𝑑
=
1
𝑇
⋅ ∫ 𝑣𝑅(𝑡) ⋅ 𝑖𝑅(𝑡) ⋅ 𝑑(𝜔𝑡)
𝑇
2
−𝛼
𝛼
𝑃𝑅𝑀𝑒𝑑
= 𝑉𝑅𝑅𝑀𝑆
⋅ 𝐼𝑅𝑅𝑀𝑆
=
3,532
10000
= 1,25 m𝑊 
 
 
 
 
 
 
 
e. verificação se o diodo escolhido suporta a corrente elétrica do circuito. 
 
𝐼𝐹 > 𝐼𝑅𝑅𝑀𝑆
→ 𝐼𝐹 >
𝑉𝑅𝑅𝑀𝑆
𝑅
𝑉𝑅 > 𝑉𝑆𝑀𝑎𝑥
 
 
𝐼𝐹 = 1𝐴 
 
𝐼𝑅𝑅𝑀𝑆
=
7,07
10000
 ⋅ (10 − 0,7) = 6,58 𝑚𝐴 
 
∴ 1A > 6,58 mA 
 
O diodo escolhido suporta a corrente elétrica do circuito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 – Roteiro 
Parte Prática 
 
1. Teste de continuidade do diodo com o Multímetro. Utilize a escala de Resistência [Ω]: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Montar o circuito abaixo: 
 
 
 
 
3. Medir e fazer um print das telas do osciloscópio das formas de onda das tensões: vS, 
vD, e vR. Anote o período T, e os valores máximos de cada onda no gráfico. 
 
 
 
 
VS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VD 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VR 
 
 
 
 
4. Meça os valores solicitados na tabela e os compare com os valores calculados. 
 
 
 Valor teórico Valor medido 
Tempo inicial de condução 150 𝜇𝑠 157 𝜇𝑠 
Tensão média na carga 3,18 V 2,05 V 
Tensão RMS na carga 3,53 V 3,37 V 
Potência média na Carga 1,25 mW 1,14 mW 
 
 
 
 
 
 
 
3 - Equações circuito retificador de ½ onda 
Calcular o tempo de início de condução do Diodo (arco-seno em Radianos): 
𝑉𝑆𝑀𝑎𝑥
⋅ 𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡) = 𝑉𝐹 
 
𝑡𝑖 =
𝑎𝑟𝑐𝑠𝑒𝑛 (
𝑉𝐹
𝑉𝑆𝑀𝑎𝑥
)
𝜔
= 𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑉𝑆𝑀𝑎𝑥
≫ 𝑉𝐹 , → 𝑡𝑖 ≈ 0[𝑠] 
 
 
𝑇 =
1
𝑓
= 𝑠𝜔 = 2 ⋅ 𝜋 ⋅ 𝑓 [
𝑟𝑎𝑑
𝑠
] 
 
 
𝛼 → â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙𝑑𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢çã𝑜 
 
𝛼 =
2𝜋 ⋅ 𝑡𝑖
𝑇
= 𝑟𝑎𝑑𝛼𝑜 =
𝑡𝑖
𝑇
⋅ 360𝑜 = 𝑜 
 
 
Calcular a tensão média na carga (integral em fase, α em radianos): 
 
𝑉𝑅𝑀𝑒𝑑
=
1
𝑇
⋅ ∫ (𝑉𝑆𝑀𝑎𝑥
− 𝑉𝑇) ⋅ 𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡) ⋅ 𝑑(𝜔𝑡)
𝑇
2
−𝛼
𝛼
𝑇 = 2𝜋𝑉𝑅𝑀𝑒𝑑
=
𝑉𝑆𝑀𝑎𝑥
𝜋
= 𝑉 
 
 
 
Calcular a tensão eficaz na carga (integral em fase, α em radianos): 
𝑉𝑅𝑅𝑀𝑆
= √ 𝑇 = 2𝜋𝑉𝑅𝐸𝑀𝑆
=
𝑉𝑆𝑀𝑎𝑥
2
= 𝑉 
 
 
 
Calcular a potência média na carga (integral em fase, α em radianos): 
𝑃𝑅𝑀𝑒𝑑
=
1
𝑇
⋅ ∫ 𝑣𝑅(𝑡) ⋅ 𝑖𝑅(𝑡) ⋅ 𝑑(𝜔𝑡)
𝑇
2
−𝛼
𝛼
𝑃𝑅𝑀𝑒𝑑
= 𝑉𝑅𝑅𝑀𝑆
⋅ 𝐼𝑅𝑅𝑀𝑆
=
𝑉𝑅𝑅𝑀𝑆
2
𝑅
= 𝑊𝑇 = 2𝜋 
 
 
 
 
 
Verificar se a especificação do Diodo atende as características elétricas do circuito: 
𝐼𝐹 > 𝐼𝑅𝑅𝑀𝑆
→ 𝐼𝐹 >
𝑉𝑅𝑅𝑀𝑆
𝑅
𝑉𝑅 > 𝑉𝑆𝑀𝑎𝑥
 
 
 
 
ORGANIZAÇÃO: 
 
- Desligar equipamentos; 
- Arrumar bancada e cadeiras.