APOSTILA M2

Prévia do material em texto

<p>ELETRÔNICA</p><p>Central de Treinamento e Aperfeiçoamento em Eletrônica</p><p>O Ensino Definitivo</p><p>www.ctaeletronica.com.br</p><p>Apostila Eletroeletrônica</p><p>MÓDULO 2</p><p>É de fundamental importância que você tenha obtido no módulo 1, aproveitamento igual ou superior a 80%,</p><p>para que este módulo transcorra sem muitas dificuldades. Mas, caso não tenha obtido, converse com um dos</p><p>nossos atendentes, seja pessoalmente ou por e-mail, para falar um pouco de suas dificuldades. Normalmente,</p><p>quando o aluno tem um aproveitamento abaixo de 80%, foi devido a pouco tempo para feitura dos blocos, ou</p><p>por estar enfrentando muitos problemas de relacionamento, seja em seu lar, ou trabalho.</p><p>Ter prioridades na vida, são fundamentais para que tenhamos equilíbrio emocional e possamos fazer decolar</p><p>nossas carreiras profissionais. Aconselhamos revisar suas prioridades de vida.</p><p>Parabéns, pois você está iniciando o módulo 2 de um curso que vai fazer diferença em sua vida.</p><p>Lembramos que muitas coisas podem ser deixadas de lado, para que o tempo de estudos e principalmente com</p><p>os blocos seja ampliado: televisão, computador, internet, diversão. É claro que, o equilíbrio emocional é</p><p>importante para o estudo, e este equilíbrio somente pode ser alcançado no relacionamento com pessoas. Assim,</p><p>é importantíssimo aumentar seu tempo com a família (não na frente da televisão), mas conversando, saindo,</p><p>divertindo-se juntos. Se você não é casado, dedique grande tempo aos pais. Evite baladas e principalmente</p><p>relacionamentos decorrentes disto. O tempo do namoro também deve ser reduzido.</p><p>Se é casado, sua prioridade agora é esposa e filhos.</p><p>Mário Pinheiro - Coordenador de Cursos</p><p>Desta forma, temos certeza que você alcançará o sucesso tão esperado, de uma formação técnica de alto nível.</p><p>Lembre-se... NÃO SE ALCANÇA GRANDES VITÓRIAS, SEM GRANDES LUTAS E</p><p>SACRIFÍCIOS!!!</p><p>Introdução</p><p>Índice</p><p>Campo Magnético 7</p><p>Reatância Indutiva 10</p><p>AULA 1 7</p><p>Indutância 9</p><p>Indutor em corrente contínua 12</p><p>Dimensionamento com indutores 13</p><p>Vários exercícios com indutores 13</p><p>AULA 2 19</p><p>Associação de indutores 20</p><p>Associação série e paralelo 20</p><p>Capacitor em corrente alternada 22</p><p>A corrente no capacitor 25</p><p>Reatância capacitiva 28</p><p>Circuitos com capacitores 29</p><p>AULA 3 31</p><p>O que faz o filtro 31</p><p>Indutor em corrente alternada 19</p><p>Filtro Passa baixa - LPF 32</p><p>AULA 10 101</p><p>Análise de defeitos com 3 transis. 123</p><p>Cortado - Saturado - média polar. 110</p><p>Montagem prática - o detector 119</p><p>Montagem prática com defeitos 129</p><p>Tensões de coletor no classe A 134</p><p>AULA 15 149</p><p>A polarização driver 115</p><p>Resistência interna classe A 134</p><p>O acionamento via LDR 116</p><p>AULA 11 113</p><p>Várias aplicações para o transistor 141</p><p>Fontes ajustáveis maior corrente 157</p><p>Análise de defeitos em estabilizadas159</p><p>Polarização estável para a base 135</p><p>Dimensionamento de reguladores 146</p><p>Fonte negativa 144</p><p>Diodo LED 101</p><p>Análise do kit prático M1-2 152</p><p>Respostas dos defeitos M1-2 156</p><p>Defeitos no TBJ</p><p>120</p><p>AULA 14 141</p><p>Transistor - funcionamento 103</p><p>O transistor excitando um relé 114</p><p>Desenvolvimento de luz automática 113</p><p>Respostas dos defeitos na montagem</p><p>Amplificador classe A 133</p><p>Exercícios propostos 151</p><p>Aplicações do transistor 111</p><p>Polarização - testes práticos 106</p><p>Falta de corrente para polarização 117</p><p>Comentários dos defeitos - 3 transis.125</p><p>AULA 12 123</p><p>Polarização - visão básica e teórica 109</p><p>Polarização de base para o PNP 137</p><p>Análise de defeitos em classe A 138</p><p>AULA 13 133</p><p>Prática 130</p><p>Transistor regulador de tensão 142</p><p>Análise de defeitos em reguladores 149</p><p>Respostas dos exercícios propostos 151</p><p>Realimentação negativa 152</p><p>Análise de defeitos com o M1-2 155</p><p>AULA 16 157</p><p>Pré-polarização do zener 158</p><p>4 exercícios com fonte de maior I 162</p><p>Respostas dos exercícios 162</p><p>Respostas dos exercícios 159 Características físicas dos diodos 58</p><p>Circuito grampeador 81</p><p>Filtro Rejeita Faixa (TRAP) 40</p><p>Filtro Passa Alta - HPF 33</p><p>Relação de espiras 48</p><p>Ligações de transformadores na</p><p>Retificação em onda completa 78</p><p>exercícios com retificação - 3 87</p><p>Exercícios resolvidos 53</p><p>Semicondutores 55</p><p>Filtro Passa Banda (BPF) 37</p><p>Dopagem de semicondutores dos</p><p>Tipos de transformadores 45</p><p>Diodos em corrente contínua 60</p><p>Análise de defeitos paralelo 68</p><p>Exercícios propostos 70</p><p>Frequência de corte 35</p><p>Perdas nos transformadores 50</p><p>AULA 5 55</p><p>Exercícios propostos 65</p><p>Funcionamento do transf. 45</p><p>Polarização direta e reversa 57</p><p>16 exercícios com diodos 74</p><p>AULA 6 65</p><p>AULA 4 45</p><p>Diodo retificador meia-onda 75</p><p>Dois tipos 55</p><p>rede elétrica 52</p><p>Cristal P e cristal N 56</p><p>AULA 7 75</p><p>Filtragem com capacitor 77</p><p>Exercícios 62</p><p>Retificador de pico 81</p><p>Exercícios de filtros 43</p><p>Análise de defeitos com diodos 65</p><p>Circuito dobrador de meia-onda 81</p><p>Osciloscópios como comprar 83</p><p>Osciloscópio analógico e digital 83</p><p>PC Scope 84</p><p>exercícios com retificação - 1 85</p><p>AULA 8 83</p><p>Circuito dobrador onda completa 82</p><p>exercícios com retificação - 2 86</p><p>Exercícios com retificação - 4 88</p><p>AULA 9 89</p><p>Diodo zener 89</p><p>Aplicações com diodos zener´s 90</p><p>Análise de tensões com zener´s 91</p><p>Exercícios com zener´s 94</p><p>Análise de Defeitos com zener´s 96</p><p>Exercícios de defeitos com zener´s 98</p><p>Tabela de referência 100</p><p>K</p><p>IT</p><p>´S</p><p>P</p><p>R</p><p>Á</p><p>T</p><p>IC</p><p>O</p><p>S</p><p>D</p><p>E</p><p>M</p><p>Ó</p><p>D</p><p>U</p><p>L</p><p>O</p><p>2</p><p>M2-0 KIT PARA MONTAGEM SEMANAL</p><p>M2-1 INJETOR-PESQUISADOR DE SINAIS</p><p>2 resistores 100k ohms</p><p>3 resistores 1k ohms</p><p>2 resistores 4,7k ohms</p><p>1 resistor 8,2k ohms</p><p>2 capacitores poliester ou cerâmico 100k</p><p>2 capacitor elet. 100uF x 25V ou mais</p><p>1 chave liga-desliga H-H mini</p><p>2 BC548 ou BC547</p><p>1 BC 338-25</p><p>1 BC 327-25</p><p>4 diodos 1N4148</p><p>1 jack para fone de ouvido</p><p>1 PCI M2-1 injetor de sinais</p><p>KIT M2-1</p><p>Kit injetor-pesquisador de sinais</p><p>1</p><p>r</p><p>e</p><p>si</p><p>st</p><p>o</p><p>r</p><p>2</p><p>,2</p><p>o</p><p>h</p><p>m</p><p>s</p><p>1</p><p>/4</p><p>W</p><p>2</p><p>r</p><p>e</p><p>si</p><p>st</p><p>o</p><p>r</p><p>d</p><p>e</p><p>1</p><p>0</p><p>0</p><p>o</p><p>h</p><p>m</p><p>s</p><p>1</p><p>/4</p><p>W</p><p>1</p><p>r</p><p>e</p><p>si</p><p>st</p><p>o</p><p>r</p><p>d</p><p>e</p><p>3</p><p>3</p><p>0</p><p>o</p><p>h</p><p>m</p><p>s</p><p>1</p><p>/4</p><p>W</p><p>6</p><p>r</p><p>e</p><p>si</p><p>st</p><p>o</p><p>re</p><p>s</p><p>d</p><p>e</p><p>1</p><p>k</p><p>1</p><p>/4</p><p>W</p><p>2</p><p>r</p><p>e</p><p>si</p><p>st</p><p>o</p><p>re</p><p>s</p><p>2</p><p>,2</p><p>k</p><p>o</p><p>h</p><p>m</p><p>s</p><p>1</p><p>/4</p><p>W</p><p>1</p><p>r</p><p>e</p><p>si</p><p>st</p><p>o</p><p>r</p><p>2</p><p>,7</p><p>k</p><p>o</p><p>h</p><p>m</p><p>s</p><p>1</p><p>/4</p><p>W</p><p>1</p><p>r</p><p>e</p><p>si</p><p>st</p><p>o</p><p>r</p><p>4</p><p>,7</p><p>k</p><p>o</p><p>h</p><p>m</p><p>s</p><p>1</p><p>/4</p><p>W</p><p>2</p><p>r</p><p>e</p><p>si</p><p>st</p><p>o</p><p>re</p><p>s</p><p>d</p><p>e</p><p>1</p><p>0</p><p>k</p><p>1</p><p>/4</p><p>W</p><p>2</p><p>r</p><p>e</p><p>si</p><p>st</p><p>o</p><p>re</p><p>s</p><p>d</p><p>e</p><p>2</p><p>2</p><p>k</p><p>1</p><p>/4</p><p>W</p><p>2</p><p>r</p><p>e</p><p>si</p><p>st</p><p>o</p><p>re</p><p>s</p><p>d</p><p>e</p><p>1</p><p>0</p><p>0</p><p>k</p><p>1</p><p>/4</p><p>W</p><p>1</p><p>r</p><p>e</p><p>si</p><p>st</p><p>o</p><p>r</p><p>d</p><p>e</p><p>2</p><p>2</p><p>0</p><p>k</p><p>1</p><p>/4</p><p>W</p><p>4</p><p>d</p><p>io</p><p>d</p><p>o</p><p>s</p><p>1</p><p>N</p><p>4</p><p>1</p><p>4</p><p>8</p><p>4</p><p>d</p><p>io</p><p>d</p><p>o</p><p>s</p><p>1</p><p>n</p><p>4</p><p>0</p><p>0</p><p>7</p><p>1</p><p>d</p><p>io</p><p>d</p><p>o</p><p>z</p><p>e</p><p>n</p><p>e</p><p>r</p><p>4</p><p>,7</p><p>V</p><p>0</p><p>,5</p><p>W</p><p>(</p><p>1</p><p>N</p><p>7</p><p>5</p><p>0</p><p>)</p><p>2</p><p>d</p><p>io</p><p>d</p><p>o</p><p>z</p><p>e</p><p>n</p><p>e</p><p>r</p><p>6</p><p>,2</p><p>V</p><p>0</p><p>,5</p><p>W</p><p>(</p><p>1</p><p>N</p><p>7</p><p>5</p><p>3</p><p>)</p><p>1</p><p>d</p><p>io</p><p>d</p><p>o</p><p>z</p><p>e</p><p>n</p><p>e</p><p>r</p><p>9</p><p>,1</p><p>V</p><p>0</p><p>,5</p><p>W</p><p>(</p><p>1</p><p>N</p><p>7</p><p>5</p><p>7</p><p>)</p><p>1</p><p>d</p><p>io</p><p>d</p><p>o</p><p>z</p><p>e</p><p>n</p><p>e</p><p>r</p><p>1</p><p>2</p><p>V</p><p>0</p><p>,5</p><p>W</p><p>(</p><p>1</p><p>N</p><p>7</p><p>5</p><p>0</p><p>)</p><p>4</p><p>L</p><p>E</p><p>D</p><p>´s</p><p>v</p><p>e</p><p>rm</p><p>e</p><p>lh</p><p>o</p><p>o</p><p>u</p><p>v</p><p>e</p><p>rd</p><p>e</p><p>1</p><p>c</p><p>a</p><p>p</p><p>a</p><p>ci</p><p>to</p><p>r</p><p>p</p><p>o</p><p>lie</p><p>st</p><p>e</p><p>r</p><p>o</p><p>u</p><p>c</p><p>e</p><p>râ</p><p>m</p><p>ic</p><p>o</p><p>1</p><p>k</p><p>1</p><p>c</p><p>a</p><p>p</p><p>a</p><p>ci</p><p>to</p><p>r</p><p>p</p><p>o</p><p>lie</p><p>st</p><p>e</p><p>r</p><p>o</p><p>u</p><p>c</p><p>e</p><p>râ</p><p>m</p><p>ic</p><p>o</p><p>1</p><p>0</p><p>k</p><p>2</p><p>c</p><p>a</p><p>p</p><p>a</p><p>ci</p><p>to</p><p>re</p><p>s</p><p>p</p><p>o</p><p>lie</p><p>st</p><p>e</p><p>r</p><p>1</p><p>0</p><p>0</p><p>k</p><p>1</p><p>c</p><p>a</p><p>p</p><p>a</p><p>ci</p><p>to</p><p>r</p><p>p</p><p>o</p><p>lie</p><p>st</p><p>e</p><p>r</p><p>o</p><p>u</p><p>c</p><p>e</p><p>râ</p><p>m</p><p>ic</p><p>o</p><p>2</p><p>2</p><p>0</p><p>k</p><p>2</p><p>c</p><p>a</p><p>p</p><p>a</p><p>ci</p><p>to</p><p>re</p><p>s</p><p>e</p><p>le</p><p>tr</p><p>o</p><p>lít</p><p>ic</p><p>o</p><p>s</p><p>d</p><p>e</p><p>2</p><p>2</p><p>0</p><p>u</p><p>F</p><p>x</p><p>2</p><p>5</p><p>V</p><p>1</p><p>r</p><p>e</p><p>le</p><p>1</p><p>2</p><p>V</p><p>1</p><p>0</p><p>A</p><p>(</p><p>5</p><p>t</p><p>e</p><p>rm</p><p>in</p><p>a</p><p>is</p><p>)</p><p>1</p><p>B</p><p>C</p><p>3</p><p>3</p><p>7</p><p>o</p><p>u</p><p>B</p><p>C</p><p>3</p><p>3</p><p>8</p><p>o</p><p>u</p><p>B</p><p>C</p><p>3</p><p>6</p><p>8</p><p>1</p><p>B</p><p>C</p><p>3</p><p>2</p><p>7</p><p>o</p><p>u</p><p>B</p><p>C</p><p>3</p><p>2</p><p>8</p><p>2</p><p>B</p><p>C</p><p>5</p><p>4</p><p>8</p><p>2</p><p>B</p><p>C</p><p>5</p><p>5</p><p>8</p><p>1</p><p>B</p><p>D</p><p>1</p><p>3</p><p>8</p><p>1</p><p>L</p><p>D</p><p>R</p><p>d</p><p>e</p><p>5</p><p>m</p><p>m</p><p>1</p><p>t</p><p>ra</p><p>n</p><p>sf</p><p>o</p><p>rm</p><p>a</p><p>d</p><p>o</p><p>r</p><p>1</p><p>5</p><p>+</p><p>1</p><p>5</p><p>2</p><p>A</p><p>1</p><p>in</p><p>d</p><p>u</p><p>to</p><p>r</p><p>co</p><p>m</p><p>u</p><p>m</p><p>m</p><p>in</p><p>i</p><p>1</p><p>c</p><p>h</p><p>a</p><p>ve</p><p>H</p><p>-H</p><p>1</p><p>p</p><p>o</p><p>te</p><p>n</p><p>ci</p><p>ô</p><p>m</p><p>e</p><p>tr</p><p>o</p><p>d</p><p>e</p><p>1</p><p>0</p><p>0</p><p>k</p><p>1</p><p>f</p><p>u</p><p>sí</p><p>ve</p><p>l 1</p><p>A</p><p>2</p><p>5</p><p>0</p><p>V</p><p>1</p><p>r</p><p>a</p><p>b</p><p>ic</p><p>h</p><p>o</p><p>d</p><p>e</p><p>f</p><p>o</p><p>rç</p><p>a</p><p>K</p><p>IT</p><p>M</p><p>2</p><p>-0</p><p>K</p><p>it</p><p>p</p><p>a</p><p>ra</p><p>m</p><p>o</p><p>n</p><p>ta</p><p>g</p><p>e</p><p>m</p><p>s</p><p>e</p><p>m</p><p>a</p><p>n</p><p>a</p><p>l</p><p>2,2k</p><p>cortar a placa</p><p>neste ponto e</p><p>colocar o diodo</p><p>zener</p><p>K</p><p>IT</p><p>´S</p><p>P</p><p>R</p><p>Á</p><p>T</p><p>IC</p><p>O</p><p>S</p><p>D</p><p>E</p><p>M</p><p>Ó</p><p>D</p><p>U</p><p>L</p><p>O</p><p>2</p><p>1 LED alto brilho</p><p>1 resistor 330 ohms 1/4W</p><p>rápido e prático de se calcular indutores</p><p>equivalente é o método utilizado para cálculo de</p><p>resistores em paralelo.</p><p>Para exemplificar melhor, vamos pegar um exemplo</p><p>de 3 “bobinas” em paralelo, como na figura 6:</p><p>Na figura 6, podemos ver 3 indutores (L1,L2 e L3)</p><p>ligados em paralelo entre os pontos “A” e “B”;</p><p>poderíamos utilizar a fórmula indicada na figura 5,</p><p>mas para melhor compreensão da aplicação do</p><p>mesmo cálculo utilizado com resistores, vamos</p><p>aplicar o método de associação de resistores</p><p>paralelos.</p><p>Em associação de indutores em paralelo utilizamos</p><p>o mesmo cálculo de resistores paralelos.</p><p>Voltando então a figura 6, vamos utilizar o método</p><p>de resistores paralelos. Primeiro, achamos o</p><p>indutor equivalente a 2 indutores (L1 e L2). Como L1</p><p>e L2 são iguais o indutor equivalente terá a metade</p><p>do valor de cada indutor então: L = L1/2 = 5uH.</p><p>O próximo passo, será substituir L na malha</p><p>paralela, como mostra o circuito do meio da figura 6;</p><p>como sobraram ainda 2 indutores (L e L3), devemos</p><p>calcular novamente o indutor equivalente. O indutor</p><p>de menor indutância é L (5uH) ficando com 1x, e L3</p><p>valerá proporcionalmente 4x, totalizando 5x. Agora</p><p>dividindo o indutor de maior (L3) por 5x, chegando</p><p>ao valor Leq = 4uH.</p><p>Para confirmar se o cálculo pela fórmula da figura 5</p><p>estaria correto, vamos refazer os cálculos, só que</p><p>agora aplicando a fórmula:</p><p>1/Leq = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3, ficando neste caso com</p><p>1/Leq = 1/10 + 1/10 + 1/20 = 1/Leq. Depois de</p><p>reduzida as frações ao mesmo denominador</p><p>teremos 1/Leq = 2/20 + 2/20 + 1/20 = 5/20 = 1/Leq.</p><p>Agora invertendo as frações: Leq/1 = 20/5 = 4uH =</p><p>Leq.</p><p>Como observa-se, os 2 métodos de cálculo de</p><p>indutores em paralelo são equivalentes e chega-se</p><p>ao mesmo resultado. Queremos aqui novamente</p><p>salientar que a fórmula da figura 5, também pode</p><p>ser aplicada a associação de resistores em</p><p>paralelo, bastando substituir os indutores da</p><p>fórmula por resistores:</p><p>1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn</p><p>A B</p><p>A B</p><p>Leq</p><p>Leq = L1 + L2 + L3 +...+ Ln</p><p>B</p><p>A</p><p>B</p><p>A</p><p>L1=10 Hm</p><p>L3=15mH</p><p>L2</p><p>22mH</p><p>Leq</p><p>47mH</p><p>L1 L2 L3 L4 Ln</p><p>B</p><p>A</p><p>Leq</p><p>B</p><p>A</p><p>Leq L1 L2 L3 Ln</p><p>1 1 1 1 1</p><p>+ + + +...=</p><p>B</p><p>B</p><p>A</p><p>A</p><p>L2</p><p>10 Hm</p><p>L3</p><p>20 Hm</p><p>L3</p><p>20 Hm</p><p>L1</p><p>10 Hm</p><p>L</p><p>5 Hm</p><p>Leq</p><p>B</p><p>A</p><p>Leq</p><p>4 Hm</p><p>figura 3</p><p>figura 4</p><p>figura 5</p><p>figura 6</p><p>22 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Baseado nessas conclusões, podemos a partir da</p><p>tensão gerada pelo gerador (Vg) calcular a forma de</p><p>onda da tensão “acumulada” no capacitor C1.</p><p>Vamos chamar essa tensão no capacitor C1 de Vc.</p><p>Essa tensão deverá ter a forma de onda similar a</p><p>forma de onda gerada</p><p>Vg, mas sua amplitude</p><p>máxima (+Vp) e sua</p><p>amplitude mínima (-Vp)</p><p>deverão ser menores</p><p>que as tensões máxima</p><p>e mínima do gerador</p><p>( + V m a x e - V m i n ) .</p><p>Vamos considerar a</p><p>forma de onda da figura</p><p>9 , c o m o s e n d o a</p><p>comparação entre a forma de onda do gerador Vg e</p><p>a forma de onda no capacitor Vc:</p><p>Toda tensão alternada, seja senoidal ou não, irá ter</p><p>essa característica: uma parte do ciclo será</p><p>positivo, gerando corrente no sentido do gerador à</p><p>“massa”, e o restante do ciclo será tensão negativa,</p><p>gerando corrente no sentido da “massa” para o</p><p>gerador.</p><p>Inicialmente vamos tomar um circuito formado por</p><p>um gerador de corrente alternada senoidal, onde</p><p>vamos ligar um resistor R1 em série com um</p><p>capacitor C1, conforme a figura 7:</p><p>A forma de onda de cima corresponde à tensão</p><p>gerada Vg pelo gerador; T1 corresponde ao tempo</p><p>inicial quando ligamos o gerador e o capacitor ainda</p><p>está descarregado; T2 corresponde ao tempo no 1°</p><p>ciclo em que a tensão Vg atinge a tensão máxima</p><p>(+Vmax); T3 corresponde ao tempo onde no 1° ciclo</p><p>a tensão Vg vale zero volt e irá mudar para o ciclo</p><p>negativo invertendo a tensão; T4 é o tempo onde no</p><p>1° ciclo a tensão Vg atinge o máximo negativo (-</p><p>Vmin) e finalmente T5 é o tempo onde a tensão Vg</p><p>volta a valer zero volt encerrando o 1° ciclo e</p><p>recomeçando tudo novamente.</p><p>CAPACITOR EM CORRENTE ALTERNADA</p><p>Na apostila de módulo 1, estudamos o capacitor, um</p><p>componente elétrico que tem a função de</p><p>armazenar cargas elétricas, mas nosso estudo se</p><p>limitou a capacitores ligados em tensão contínua.</p><p>Com isso pudemos verificar que um capacitor</p><p>ligado a uma tensão contínua irá se carregar com</p><p>aproximadamente a mesma tensão de alimentação</p><p>e depois irá permanecer carregado, como se fosse</p><p>uma bateria, sem permitir que exista corrente</p><p>circulante por ele; podemos então comparar um</p><p>capacitor carregado, com uma chave aberta.</p><p>Nesta figura, podemos observar que o capacitor C1</p><p>está em série com o resistor R1 e portanto toda</p><p>corrente que irá “carregar” o capacitor C1</p><p>obrigatoriamente também irá passar por R1. Vamos</p><p>chamar de Vg, a tensão senoidal gerada por nosso</p><p>gerador, sendo a</p><p>forma de onda desta</p><p>t ensão , v i s t a na</p><p>figura 8:</p><p>Como é visto na figura 10, a tensão Vg irá gerar uma</p><p>corrente I circulante que irá carregar C1 com uma</p><p>tensão Vc; essa mesma corrente I irá gerar uma</p><p>queda de tensão Vr sobre R1, então podemos dizer</p><p>Agora, vamos começar a estudar o comportamento</p><p>do capacitor quando ligado a uma tensão alternada.</p><p>Essa tensão gerada</p><p>se caracteriza por ser</p><p>uma tensão senoidal</p><p>e principalmente por ser uma tensão alternada, ou</p><p>seja numa parte do ciclo ela é positiva, gerando</p><p>corrente circulante que vai do gerador até a</p><p>“massa”, passando primeiramente por R1 e depois</p><p>carregando C1; na outra metade do ciclo ela é</p><p>negativa, gerando corrente inversa que tem o</p><p>sentido da “massa” para o gerador, que irá</p><p>descarregar o capacitor e passar por R1 e</p><p>finalmente terminando no gerador.</p><p>A forma de onda de baixo na figura 9, corresponde a</p><p>tensão Vc no capacitor C1: em T1 temos o instante</p><p>que é ligado o gerador e a tensão Vc ainda é igual a</p><p>zero volt, pois o capacitor está descarregado; no</p><p>instante T2 apesar de ser o pico de tensão no</p><p>gerador (+Vmax) a tensão no capacitor ainda não é</p><p>máxima, pois para o capacitor se carregar é</p><p>necessário que exista uma corrente I que levará as</p><p>cargas até a placa do capacitor, e essa corrente I</p><p>quando passar por R1 irá gerar uma queda de</p><p>tensão Vr sobre R1 então teremos uma tensão</p><p>sobre C1 (Vc) menor que Vg, como podemos ver na</p><p>figura 10:</p><p>R1</p><p>C1</p><p>GERADOR</p><p>DE TENSÃO</p><p>ALTERNADA</p><p>+</p><p>-</p><p>Vg</p><p>+Vmax</p><p>-Vmin</p><p>0V</p><p>+</p><p>-T1</p><p>I I</p><p>T3 T4 T5</p><p>I I I</p><p>T2</p><p>Vg</p><p>+</p><p>T1 T2</p><p>I IVc</p><p>+Vp</p><p>+Vp</p><p>-Vp</p><p>-T3</p><p>T4 T5</p><p>I I I</p><p>-Vp</p><p>Ta To TfTb</p><p>R1</p><p>C1</p><p>I</p><p>Vg Vc</p><p>Vr</p><p>figura 7</p><p>figura 8</p><p>figura 9</p><p>figura 10</p><p>23ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Neste primeiro intervalo de T1 a T2 (figura 11):</p><p>temos no instante T1, o momento que ligamos o</p><p>gerador e o capacitor C1 está descarregado; a</p><p>tensão Vg começa a subir e dar início ao semi-ciclo</p><p>positivo, como C1 está descarregado ele se</p><p>comporta como um curto, gerando uma corrente I,</p><p>que passará por R1 carregando C1; na parte de</p><p>cima com cargas positivas e consequentemente a</p><p>placa irá atrair elétrons da “massa”, carregando</p><p>negativamente a placa de baixo.</p><p>Na figura 13, temos o instante Ta. Neste instante</p><p>ocorre o primeiro momento em que Vg = Vc; como</p><p>tínhamos visto na figura anterior a tensão Vg estava</p><p>começando a cair enquanto Vc continuava a subir,</p><p>já que Vg ainda era maior que Vc; então no instante</p><p>Ta, a tensão Vc “alcançou” a mesma amplitude de</p><p>Vg, não mais criando uma diferença de potencial e</p><p>com isso a corrente I deixou de existir; este é o</p><p>instante que a tensão Vc é máxima e a carga do</p><p>capacitor também é máxima, essa tensão estamos</p><p>chamando de +Vp e fica claro que esta tensão é</p><p>menor que +Vmax, como podemos ver no gráfico da</p><p>figura 9; onde na parte superior comparamos com o</p><p>máximo da tensão Vg, podemos também verificar</p><p>que o pico da tensão sobre o capacitor (Ta)</p><p>está</p><p>atrasado em relação ao pico da tensão do gerador</p><p>(T2), este atraso varia de 0° a 90°, dependendo do</p><p>valor de C1, R1 e da frequência do gerador. Para</p><p>mais detalhes sobre atraso de tensão e corrente em</p><p>circuitos capacitivos o aluno pode também</p><p>pesquisar na internet.</p><p>Na figura 14 temos o período de Ta a T3: este</p><p>período corresponde a parte final do semi-ciclo</p><p>positivo do gerador, onde a tensão Vg ainda é</p><p>positiva, mas é menor que a amplitude da tensão Vc</p><p>que Vg = Vc + Vr e portanto, no instante T2, quando</p><p>Vg for uma tensão máxima, teremos: +Vmax = Vc +</p><p>Vr; como Vr não é zero volt é correto afirmar que Vc</p><p>0</p><p>R1</p><p>C1</p><p>++ ++</p><p>-- --</p><p>I = 0</p><p>Vc = VpVg = Vp</p><p>EM Ta</p><p>figura 11</p><p>figura 12</p><p>figura 13</p><p>figura 14</p><p>24 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Na figura 15, temos o instante T3: neste instante</p><p>temos o momento em que a tensão do gerador Vg é</p><p>igual a zero volt, terminando o semi-ciclo positivo e</p><p>entrando no semi-ciclo negativo, apesar da tensão</p><p>Vg ser zero volt a tensão Vc do capacitor ainda é</p><p>maior que zero, e temos ainda algumas cargas</p><p>positivas na placa de cima do capacitor e algumas</p><p>cargas negativas na placa debaixo de C1, como a</p><p>tensão Vc é maior que Vg a corrente I continua a</p><p>descarregar o capacitor.</p><p>do capacitor C1, como a tensão Vg é menor que Vc</p><p>a corrente I terá o sentido do capacitor para o</p><p>gerador, começando a descarregar o capacitor C1 e</p><p>consequentemente a diminuir a carga acumulada</p><p>nas placas do capacitor.</p><p>Na figura 18, temos o intervalo de T4 a Tb: em T4</p><p>temos o instante que Vg atinge seu ponto máximo</p><p>de tensão negativa (-Vmin); da mesma forma que</p><p>em T2, quando Vg atingiu o máximo de tensão</p><p>positiva, em T4 Vc não irá atingir também a tensão</p><p>mínima, pois só no instante Tb que o capacitor irá</p><p>atingir sua carga máxima negativa. Durante todo</p><p>intervalo de T4 até Tb, do instante de tensão mínima</p><p>de Vg até a tensão mínima de Vc, a tensão Vc</p><p>continuará maior que Vg; apesar de Vg estar agora</p><p>aumentando sua amplitude, que ainda é negativa;</p><p>com isso a corrente circulante permanecerá com</p><p>sentido do capacitor para o gerador, continuando a</p><p>carregar negativamente a placa superior do</p><p>capacitor, só que agora o capacitor está com sua</p><p>carga quase completa e a corrente I agora tem um</p><p>valor pequeno.</p><p>Na figura 19, temos o instante Tb: neste instante</p><p>ocorre o segundo e último momento do ciclo em que</p><p>Vg = Vc. Como tínhamos visto na figura anterior a</p><p>tensão Vg estava começando a subir enquanto Vc</p><p>continuava a cair, já que Vg ainda era menor que Vc;</p><p>então no instante Tb a tensão Vc “alcançou” a</p><p>Na figura 16, temos o instante To: neste instante</p><p>temos o momento em que a tensão do capacitor Vc</p><p>é igual a zero volt, ou seja ele está completamente</p><p>descarregado; na figura anterior (figura 9) vimos</p><p>que o capacitor tinha ainda uma tensão positiva,</p><p>mas continuava a ser descarregado. Agora, algum</p><p>tempo depois em To, já temos o capacitor com zero</p><p>volt; apesar da tensão de Vc ser igual a zero a</p><p>tensão Vg do gerador agora é negativa. Estamos no</p><p>início do semi-ciclo negativo, com isso, a corrente</p><p>circulante será diferente de zero e continuará a ter o</p><p>sentido do capacitor para o gerador; como o</p><p>capacitor já está completamente descarregado, ele</p><p>começará agora a ser carregado com carga</p><p>invertida ou seja negativo na placa de cima</p><p>(ganhando elétrons) e positivo na placa debaixo</p><p>(perdendo elétrons).</p><p>Na figura 17, ficamos com o período de T0 a T4:</p><p>neste intervalo de tempo, como já tínhamos falado</p><p>anteriormente, haverá a carga invertida do</p><p>capacitor, onde os elétrons do gerador serão</p><p>atraídos pela placa de cima do capacitor,</p><p>acumulando cargas negativas, já os elétrons da</p><p>placa de baixo, serão repelidos pelo campo</p><p>negativo da placa de cima e irão para a “massa”</p><p>deixando a placa de baixo com uma carga positiva,</p><p>de mesmo valor absoluto da carga da placa de</p><p>cima; a corrente continuará a carregar ainda mais</p><p>negativamente o capacitor C1, fazendo com que a</p><p>tensão Vc, seja cada vez mais negativa, apesar de</p><p>ainda ser maior que a tensão Vg.</p><p>R1</p><p>C1</p><p>+ +</p><p>- -</p><p>I</p><p>EM T3</p><p>Vg=0 Vc>0</p><p>R1</p><p>C1</p><p>I</p><p>EM To</p><p>Vg</p><p>capacitor, que irá</p><p>continuar a descarregar o capacitor C1. A partir</p><p>deste instante, o ciclo do gerador se repete -</p><p>começando tudo de novo – apesar disso, o ciclo do</p><p>capacitor ainda não terminou.</p><p>Estas perguntas não são muito fáceis de serem</p><p>respondidas, pois para podermos realmente saber</p><p>o valor da corrente alternada em circuitos</p><p>capacitivos precisaríamos recorrer a fórmulas</p><p>complexas, utilizando números imaginários e</p><p>Na figura 22, temos o instante Tf: este instante, é o</p><p>instante final do ciclo de carga e descarga do</p><p>capacitor C1, neste instante o capacitor C1 volta a</p><p>f i c a r c o m p l e t a m e n t e d e s c a r r e g a d o e</p><p>consequentemente a tensão Vc será igual a zero</p><p>volt; com isto, termina o 1° ciclo de Vc e começa o 2°</p><p>ciclo, se repetindo todas as passagens aqui</p><p>estudadas. Como o ciclo de tensão alternada do</p><p>capacitor está atrasado em relação ao ciclo de</p><p>tensão alternada do gerador, a tensão Vg do</p><p>gerador já é positiva enquanto a tensão Vc ainda é</p><p>zero volt. Com isso, a corrente continuará no</p><p>sentido do gerador para o capacitor, começando</p><p>agora uma nova carga (positiva) do capacitor,</p><p>recomeçando tudo de novo.</p><p>No começo deste capítulo, vimos como o capacitor</p><p>se carrega e descarrega num circuito de corrente</p><p>alternada. Vimos também, como se comporta a</p><p>tensão alternada sobre o capacitor; mas como será</p><p>que a corrente se comporta neste circuito? qual</p><p>será seu valor?</p><p>I = 0</p><p>Vc = -VpVg = -Vp</p><p>R1</p><p>C1</p><p>++ ++</p><p>-- --</p><p>EM Tb</p><p>R1</p><p>C1</p><p>++ ++</p><p>-- --</p><p>I</p><p>ENTRE Tb e T5</p><p>R1</p><p>C1</p><p>+ +</p><p>- -</p><p>I</p><p>EM T5</p><p>Vg=0 Vc0 Vc=0</p><p>figura 19</p><p>figura 20</p><p>figura 21</p><p>figura 22</p><p>26 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Nesta figura, podemos ver que o circuito é o mesmo</p><p>da figura 7, apenas que o resistor R1 trocou de</p><p>posição com o capacitor C1, mas o circuito continua</p><p>sendo um circuito série ligado a um gerador de</p><p>tensão alternada senoidal, e portanto as formas de</p><p>onda no gerador (Vg) e a forma de onda sobre C1</p><p>(Vc) serão as mesmas estudadas no começo deste</p><p>capítulo que foram detalhadas passo a passo.</p><p>Como as tensões envolvidas neste circuito são as</p><p>mesmas da figura 7, fica óbvio que o gráfico das</p><p>tensões mostrado na figura 9, deverá ser o mesmo</p><p>para este circuito da figura 23; então vamos repeti-</p><p>lo na figura 25, acrescentando a queda de tensão</p><p>sobre R1, que chamamos de Vr. Os pontos</p><p>marcados pelos instantes T1, T2, T3, T4, T5, Ta e Tb</p><p>são os mesmos da figura 03 e poderão ser</p><p>comparados aos estudados no início deste capítulo,</p><p>como mostra a figura 25:</p><p>Em primeiro lugar vamos ver como ficam as tensões</p><p>neste circuito com o surgimento da corrente I,</p><p>devido a diferença de potencial criada pelo gerador:</p><p>vetores do campo dos números complexos,</p><p>chamados de fasor. Nosso curso, não pretende</p><p>entrar em fórmulas matemáticas complicadas e</p><p>nem aprofundar-se em teorias da física.</p><p>Portanto, tentaremos responder essas perguntas</p><p>utilizando a lógica e conceitos da eletrônica prática</p><p>já estudados em nossos cursos.</p><p>Em primeiro lugar, vamos alterar o circuito estudado</p><p>no começo desse capítulo mostrado na figura 7,</p><p>para isso iremos apenas alterar o posicionamento</p><p>do capacitor C1 em relação ao resistor R1, como</p><p>mostra a figura 23:</p><p>Inicialmente, o capacitor está descarregado, e a</p><p>queda de tensão sobre R1 (Vr) é igual a zero volt.</p><p>Quando o gerador começa seu ciclo positivo, a</p><p>tensão na placa esquerda do capacitor que está</p><p>ligada diretamente no gerador, fica positiva,</p><p>atraindo elétrons para a placa direita do capacitor.</p><p>Esses elétrons sairão da “massa” e passarão por</p><p>R1 chegando até a placa direita do capacitor</p><p>criando assim uma corrente circulante com sentido</p><p>do capacitor para a “massa”. Essa corrente passa</p><p>por R1, criando sobre o mesmo, uma queda de</p><p>tensão que vamos chamar de Vr; com isso o</p><p>capacitor C1 começará a se carregar gerando uma</p><p>tensão Vc sobre ele.</p><p>Neste gráfico, temos primeiramente em cima, a</p><p>forma de onda do gerador, identificado como a</p><p>tensão Vg; nele podemos ver o instante inicial T1,</p><p>onde o gerador foi ligado e começando sua tensão a</p><p>subir, dando início ao semi-ciclo positivo, atingindo</p><p>o máximo de sua tensão em T2; a partir deste</p><p>instante Vg começa a cair, até atingir zero volt em</p><p>T3, terminando assim o semi-ciclo positivo e</p><p>começando o semi-ciclo negativo. Vg continua</p><p>caindo, até em T4 atingir a tensão mínima</p><p>invertendo o decréscimo e começando novamente</p><p>a aumentar seu valor; até T5 onde Vg volta a valer</p><p>zero volt e terminando um ciclo completo, para a</p><p>partir daí recomeçar outro ciclo e assim se repetir</p><p>indefinidamente.</p><p>No centro, temos a forma de onda da tensão Vc, que</p><p>é a tensão sobre o capacitor C1. Em T1, Vc tem o</p><p>mesmo valor de Vg, devido ao circuito ser ligado</p><p>neste instante. A partir deste momento a tensão Vc</p><p>passa a estar defasada de Vg em um ângulo que</p><p>pode variar de 0° até 90°, dependendo dos valores</p><p>de C1, R1 e da frequência de Vg. Com o circuito da</p><p>figura 1, já pudemos analisar detalhadamente a</p><p>carga de C1 de T1 a Ta, onde Vc atinge seu ponto</p><p>máximo, e depois a descarga de C1 de Ta até To,</p><p>onde Vc volta a ficar com zero volt; e a partir daí</p><p>começa a carga negativa de C1 até em Tb a tensão</p><p>Vc atingir seu pico mínimo de tensão, e depois</p><p>voltar a se descarregar, fechando assim seu</p><p>R1</p><p>C1</p><p>GERADOR</p><p>DE TENSÃO</p><p>ALTERNADA</p><p>R1</p><p>C1</p><p>I</p><p>Vg Vr</p><p>Vc</p><p>+ +</p><p>+</p><p>-T1</p><p>I I</p><p>T3 T4 T5</p><p>I I I</p><p>T2</p><p>Vg</p><p>T1 T3</p><p>T4 T5</p><p>T2</p><p>Vr</p><p>+</p><p>T1 T2</p><p>I IVc</p><p>+Vp</p><p>+Vp</p><p>-Vp</p><p>-T3</p><p>T4 T5</p><p>I I I</p><p>-Vp</p><p>Ta TbTo</p><p>figura 23</p><p>figura 24</p><p>figura 25</p><p>27ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Nesta figura, podemos ver a corrente Ir que é</p><p>proporcional a Vr de acordo com a Lei de Ohm:</p><p>Na figura 28, podemos ver o que acontece no ciclo</p><p>positivo do gerador onde Vg>0; como a tensão Vg é</p><p>positiva irá atrair os elétrons da placa esquerda do</p><p>capacitor, que está ligada diretamente ao terminal</p><p>positivo do gerador, criando uma corrente no</p><p>sentido do gerador para o capacitor; os elétrons por</p><p>sua vez serão arrancados da placa esquerda indo</p><p>para dentro do gerador, deixando a placa esquerda</p><p>com falta de elétrons e consequentemente</p><p>V = R x I e I = V / R, então Ir = Vr / R1</p><p>Nesta figura, podemos ver o gerador fornecendo</p><p>uma tensão alternada, que provocará a circulação</p><p>de uma corrente pelo circuito série formado por C1 e</p><p>R1, como Vg é uma tensão é senoidal, tudo nos faz</p><p>acreditar que a corrente circulante pelo circuito</p><p>também deverá ser senoidal. No ciclo positivo de</p><p>Vg, essa corrente circulante sairá do gerador e</p><p>“passará” pelo capacitor C1, produzindo uma queda</p><p>de tensão Vc sobre C1 e depois passará por R1,</p><p>produzindo outra queda de tensão Vr sobre R1 e</p><p>finalmente terminará na “massa” fechando o</p><p>caminho no outro polo do gerador (que também</p><p>está ligado a “massa”). As tensões Vc e Vr deverão</p><p>serem proporcionais (não necessariamente linear)</p><p>a C1 e R1 respectivamente, e terem formas</p><p>senoidais como o gerador (podem estar defasadas</p><p>até 90° de Vg).</p><p>primeiro ciclo, até um pouco depois de T5.</p><p>Finalmente na parte de baixo, temos Vr que é a</p><p>tensão sobre R1; para chegarmos a tensão Vr,</p><p>bastou apenas usar um pouco de lógica, já que a</p><p>tensão total do circuito é Vg, podemos dizer que Vg</p><p>= Vc + Vr, então Vr = Vg – Vc; como temos as</p><p>tensões Vg e Vc no gráfico da figura 3, bastou</p><p>subtrair pontualmente Vc de Vg para encontrarmos</p><p>os valores de Vr, como é mostrado no gráfico da</p><p>figura 25.</p><p>Com isso, temos bem definidos as tensões do</p><p>circuito, e agora podemos começar a pensar nas</p><p>correntes. A primeira ideia, é de aplicar a Lei de</p><p>Ohm para as tensões do circuito e assim</p><p>encontrarmos as correntes circulantes; mas isso</p><p>não será possível, já que a Lei de Ohm só pode ser</p><p>aplicada a circuitos e/ou componentes</p><p>lineares; e o</p><p>capacitor não é um componente que tem um</p><p>comportamento linear entre corrente e tensão,</p><p>sendo somente o resistor. Com isso, se</p><p>conseguirmos encontrar a tensão sobre R1 (como é</p><p>o caso), podemos aplicar a Lei de Ohm para essa</p><p>tensão e encontrar a corrente circulante por R1;</p><p>podemos então, a partir da forma de onda da tensão</p><p>Vr na figura 25, acharmos a corrente circulante por</p><p>R1, como mostra a figura 26:</p><p>Primeiro, vamos voltar ao nosso circuito como</p><p>mostra a figura 27:</p><p>Agora que já sabemos as tensões do circuito e</p><p>temos a noção de algumas correntes envolvidas</p><p>nele, podemos tentar resumir e entender o que está</p><p>acontecendo num circuito capacitivo.</p><p>Essas conclusões são verdadeiras, mas parte</p><p>dessas afirmações são “modelos virtuais” criados</p><p>para nossa mente compreender o que está</p><p>ocorrendo macroscopicamente, apesar de não</p><p>coincidir com a verdade microscópica; esse</p><p>“modelo” funciona perfeitamente, e por isso</p><p>passaremos a usá-lo para entender a corrente</p><p>circulante pelo capacitor.</p><p>Olhando para o circuito da figura 27, podemos</p><p>afirmar que a corrente circulante no circuito</p><p>realmente “passa pelo” capacitor C1, mas na</p><p>realidade isso não acontece como veremos a</p><p>seguir:</p><p>T1 T3</p><p>T4 T5</p><p>T2</p><p>Ir</p><p>T1 T3</p><p>T4 T5</p><p>T2</p><p>Vr</p><p>Ta Tb</p><p>R1</p><p>C1</p><p>Ic</p><p>Ir</p><p>Vg Vr</p><p>Vc</p><p>figura 26</p><p>figura 27</p><p>R1</p><p>C1</p><p>I</p><p>-----</p><p>-</p><p>-</p><p>-</p><p>+</p><p>+</p><p>+</p><p>+</p><p>Vg>0</p><p>figura 28</p><p>28 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>carregando a mesma com uma carga positiva.</p><p>Já na figura 29, podemos ver a continuação do</p><p>efeito da tensão do gerador sobre o circuito; como a</p><p>placa esquerda do capacitor ficou carregada com</p><p>cargas positivas (falta de elétrons), essas cargas</p><p>começaram a atrair elétrons da “massa” carregando</p><p>a placa direita com carga negativa (excesso de</p><p>elétrons), gerando uma corrente, que agora que irá</p><p>da placa direita até a “massa”; esta corrente terá o</p><p>mesmo sentido e mesmo valor da corrente anterior,</p><p>já que as cargas positiva e negativa acumuladas no</p><p>capacitor terão o mesmo valor, mas de sinais</p><p>opostos; como as duas correntes ocorrem ao</p><p>mesmo tempo, nos dá a impressão que a corrente</p><p>que sai do gerador “passa” por C1 e depois por R1 e</p><p>termina na “massa”, como mostra a figura 30.</p><p>Nessa figura, vemos a corrente que esta “passando</p><p>por C1”; apesar dessa afirmação não ser verdadeira</p><p>(macroscopicamente tudo se passa como se isso</p><p>fosse verdade), é assim que a partir de agora</p><p>iremos representar o capacitor em circuitos de</p><p>corrente alternada.</p><p>Então o capacitor será um componente que em</p><p>corrente contínua é uma chave aberta e em</p><p>corrente alternada se comporta como um “resistor”,</p><p>cujo valor dependerá da frequência da tensão</p><p>alternada. Mas devemos novamente lembrar que</p><p>para cálculos de tensão e corrente em capacitores</p><p>não podemos aplicar a lei de Ohm.</p><p>REATÂNCIA CAPACITIVA</p><p>No início da apostila nós estudamos os indutores e</p><p>também algumas de suas propriedades. Podemos</p><p>destacar então a reatância indutiva, que é uma</p><p>propriedade parecida com a resistência elétrica,</p><p>onde a reatância de um indutor é a propriedade da</p><p>“bobina” se opor a passagem ou variação da</p><p>corrente elétrica. Nos capacitores, nós também</p><p>verificamos que em corrente alternada, de certa</p><p>forma, os capacitores também podem se opor mais</p><p>ou menos a corrente elétrica, pelo menos é o efeito</p><p>que ele proporciona.</p><p>Devido a esse fato concreto, podemos também</p><p>definir para os capacitores uma reatância</p><p>CAPACITIVA, só que neste caso, não é uma</p><p>propriedade que o componente tem para se opor a</p><p>corrente elétrica e sim uma propriedade para se</p><p>opor à variação da tensão elétrica.</p><p>Podemos então definir a reatância capacitiva como</p><p>sendo a oposição a variação de tensão, criada nos</p><p>capacitores ou nos circuitos que possuem efeitos</p><p>capacitivos. A reatância capacitiva é medida em</p><p>ohms e resumidamente pode ser comparada a uma</p><p>resistência criada pelo capacitor, quando este é</p><p>submetido a uma variação de tensão. A reatância</p><p>capacit iva é inversamente proporcional a</p><p>frequência da variação de tensão e a capacitância,</p><p>ou seja, se aumentarmos a frequência ou a</p><p>capacitância, diminuiremos a reatância capacitiva,</p><p>como mostra a sua fórmula:</p><p>Nesta fórmula temos:</p><p>Podemos exemplificar esta fórmula, aplicando-a</p><p>num circuito eletrônico, formado por um capacitor</p><p>de 3,3mF, ligado a uma fonte de corrente senoidal</p><p>alternada de 10kHz , teremos então:</p><p>Portanto um capacitor de 3,3 mF ligado a uma fonte</p><p>alternada de 10kHz se comporta como uma</p><p>resistência de 5W.</p><p>XC : Reatância capacitiva medida em W (ohm)</p><p>p : Constante que vale 3,141592654...</p><p>Agora se aumentarmos a frequência dessa fonte</p><p>Então: XC = = = 5 W = XC</p><p>f : Frequência medida em Hz (Hertz)</p><p>C : Capacitância medida em F (farad)</p><p>2.p.f.C = 2 x 3,14 x 10000 x 0,0000033 = 0,2</p><p>Por esta fórmula, teremos que quanto maior a</p><p>frequência da tensão elétrica menor será a</p><p>reatância e também, quanto maior for o valor da</p><p>capacitância do capacitor em questão, menor será</p><p>a reatância. O valor resultante desta fórmula será o</p><p>valor da reatância capacitiva medida em ohms</p><p>(ômega), desde que sejam obedecidas as unidades</p><p>da frequência em hertz e a capacitância em farad.</p><p>1</p><p>2.p.f.C</p><p>1</p><p>0,2</p><p>R1</p><p>C1</p><p>I</p><p>+</p><p>+</p><p>+</p><p>+</p><p>Vg>0</p><p>-</p><p>-</p><p>-</p><p>-</p><p>R1</p><p>C1</p><p>I</p><p>Vg Vr</p><p>Vc</p><p>figura 29</p><p>figura 30</p><p>1</p><p>2.p.f.C</p><p>29ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Vrms = XC x Irms e Irms = Vrms / XC</p><p>XC = 1 / (2 x 3,14 x 100 x 0,000000001) = 1,6MW</p><p>Voltamos a lembrar que essa relação só vale para</p><p>circuitos formado exclusivamente por indutores ou no</p><p>outro caso, por capacitores, como já tínhamos estudado</p><p>nos circuitos formados por indutores.</p><p>Irms = Vrms / XC = 10V / 1,6MW = 6,25 mA</p><p>XC=</p><p>Depois de relembrar todas estas considerações,</p><p>podemos finalmente calcular a corrente eficaz do circuito</p><p>da figura 31:</p><p>então: XC = 7,3W.</p><p>CIRCUITOS SÓ COM CAPACITORES</p><p>alternada, i remos diminuir o valor dessa</p><p>“resistência equivalente” do nosso capacitor; e caso</p><p>diminuirmos a frequência dessa fonte, iremos</p><p>opostamente aumentar o valor dessa “resistência”</p><p>obtendo então praticamente uma chave aberta para</p><p>frequências muito baixas.</p><p>Primeiro vamos voltar a fórmula da reatância capacitiva</p><p>(XC), então teremos:</p><p>XC = 1 / (2.p.f.C), portanto a reatância XC, dependerá</p><p>inversamente da frequência da variação de tensão do</p><p>circuito. Isso implica que a reatância tenderá a zero</p><p>quando a frequência for muito alta, é como se fosse um</p><p>resistor de baixo valor; se a nossa tensão alternada for de</p><p>baixa frequência (60 Hz por exemplo), o capacitor</p><p>funcionará como um resistor de alto valor (1MW, por</p><p>exemplo), agora para as média frequências (1kHz por</p><p>exemplo), o capacitor funcionará agora como um resistor</p><p>de médio valor (de 1kW a 10kW, dependendo da</p><p>capacitância).</p><p>Similarmente como fizemos com os indutores, podemos</p><p>analisar circuitos eletrônicos compostos apenas por uma</p><p>fonte alternada e capacitores.</p><p>Na figura 31a, temos um circuito com uma tensão</p><p>alternada de 10Vrms e uma frequência de 100Hz, onde</p><p>está ligada apenas um capacitor de 1nF (nanofarad).</p><p>Como a frequência é baixa, podemos concluir que o</p><p>capacitor irá se comportar como um resistor de alto valor.</p><p>Para comprovarmos isso, vamos pegar a fórmula da</p><p>reatância capacitiva e calcular o valor da reatância que</p><p>irá se opor a variação de tensão:</p><p>XC = 1 / (2.p. f. C)</p><p>Portanto, o valor da reatância capacitiva de C1, num</p><p>circuito de corrente alternada de 100Hz, será de 1,6MW</p><p>�. Vamos agora calcular a corrente “média”, ou seja,</p><p>eficaz (Irms) do circuito. Devemos primeiramente</p><p>lembrar que os capacitores, não são componentes</p><p>lineares, significando que a tensão, a corrente e suas</p><p>resistências (ou reatância) não são proporcionais entre si</p><p>(nem inversamente proporcionais);</p><p>portanto a lei de Ohm</p><p>não pode ser aplicada a estes componentes. Contudo,</p><p>em circuitos “exclusivamente” compostos por</p><p>capacitores, sem indutores e sem resistores, existe uma</p><p>lei básica, derivada da lei de Ohm, que pode ser aplicada</p><p>a estes circuitos e somente neste caso, iremos aplicar a</p><p>lei de Ohm, trocando a resistência elétrica (R) pela</p><p>reatância capacitiva (XC), ficando com a seguinte</p><p>relação:</p><p>Pronto, já temos agora a corrente eficaz (Irms) do circuito</p><p>da figura 31, que é formado por um gerador de tensão</p><p>senoidal de 10Vrms e 100Hz de frequência que está</p><p>ligado a um capacitor de 1nF, gerando uma corrente</p><p>alternada de 6,25 mA. Devido a reatância capacitiva</p><p>desse capacitor valer 1,6MW (na frequência de 100Hz).</p><p>Vamos pegar um segundo exemplo com um circuito</p><p>similar ao da figura 31, mas alterando a frequência do</p><p>gerador e a capacitância de C1:</p><p>XC =</p><p>Neste segundo circuito (figura 32), temos do lado</p><p>esquerdo, figura 32a, praticamente o mesmo circuito da</p><p>figura 33a, então podemos substituir o capacitor C1 por</p><p>sua reatância capacitiva XC, que neste caso poderá ser</p><p>calculada como:</p><p>Já na figura 32b, temos o circuito da figura 32a,</p><p>substituindo o capacitor C1 pela sua reatância XC, neste</p><p>caso também podemos aplicar a fórmula da “nova lei de</p><p>Ohm” para circuitos capacitivos, onde teremos:</p><p>Irms = Vrms / XC = 10 / 7,3 = 1,4 A</p><p>1</p><p>2.p.f.C</p><p>C1</p><p>22nF</p><p>GERADOR</p><p>10Vrms</p><p>1MHz</p><p>GERADOR</p><p>10Vrms</p><p>1MHz</p><p>XC</p><p>7,3W</p><p>C1</p><p>1nF</p><p>GERADOR</p><p>10Vrms</p><p>100Hz</p><p>GERADOR</p><p>10Vrms</p><p>100Hz</p><p>XC</p><p>1,6MW</p><p>figura 31a figura 31b</p><p>figura 32a figura 32b</p><p>1</p><p>2 x 3,14 x 1.000.000 x 0,000000022</p><p>30 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Para tensões alternadas de baixa frequência, a reatância</p><p>capacitiva dos capacitores será equivalente a resistores</p><p>de alto valor, quase não se opondo as variação das</p><p>tensões do circuito, gerando correntes baixas (conforme</p><p>exemplo da figura 31).</p><p>Já com os capacitores a relação é inversa. A reatância</p><p>capacitiva é a propriedade dos capacitores se oporem a</p><p>variação da tensão elétrica, quanto maior for a</p><p>frequência da tensão alternada menor será a reatância,</p><p>fazendo o capacitor se comportar como um resistor de</p><p>baixo valor; o mesmo também ocorre com a</p><p>capacitância, pois quanto maior o valor do capacitor</p><p>menor será o valor da reatância capacitiva.</p><p>Portanto, o capacitor C1 produzirá uma corrente eficaz</p><p>de 1,4 A, quando ligada a um gerador de tensão</p><p>alternada de 10Vrms com 1MHz de frequência.</p><p>Os capacitores, em circuitos de corrente alternada, farão</p><p>oposição às variações de tensão do circuito, de acordo</p><p>com suas reatâncias capacitivas, cujos valores</p><p>dependerão da capacitância desses capacitores, e</p><p>principalmente das frequências das tensões aplicadas a</p><p>eles.</p><p>Já para tensões alternadas de alta frequência, a</p><p>reatância capacitiva dos capacitores será equivalente a</p><p>resistores de baixo valor, fazendo grande oposição a</p><p>variação da tensão do circuito, gerando altas correntes</p><p>elétricas, como é observado no exemplo da figura 32.</p><p>Cabe aqui fazer um breve resumo das reatâncias</p><p>indutivas e capacitivas:</p><p>A reatância indutiva é a propriedade dos indutores se</p><p>oporem à variação de corrente. Quanto maior a</p><p>frequência da corrente alternada, maior será a reatância</p><p>indutiva, e maior será a oposição a corrente elétrica,</p><p>fazendo o indutor se comportar como um resistor de alto</p><p>valor. O mesmo ocorre com o aumento da indutância,</p><p>quanto maior seu valor maior será a reatância.</p><p>Para frequências baixas ocorrerá o inverso.</p><p>A esquerda vemos em (A) o campo</p><p>eletromagnético criado no indutor; em (B)</p><p>mais espiras em um indutor de ar. Finalmente</p><p>em (C), vemos o mesmo indutor de (B) com</p><p>um núcleo, Acima vemos mini-indutores feitos</p><p>para soldagem SMD. Ao lado direito, vemos</p><p>mini-indutores no formato de resistores, para</p><p>soldagem convencional.</p><p>www.eletronica24h.com.br/.../index.htm</p><p>www.uel.br/cce/fisica/docentes/.../d6_atividade4_b2b0ce14.pdf</p><p>www.lee.eng.uerj.br/downloads/graduacao/.../eletricidade4.pdf</p><p>Pesquisas para serem feitas na internet:</p><p>http://agentsmith.powerlinux.com.br/capacitores.htm</p><p>www.teixeira.eti.br/.../1_2_resist_pot_capac.html</p><p>Atenção: após a leitura e/ou estudo detalhado desta aula, parta para a feitura dos</p><p>blocos de exercícios M2-05 à M2-08. Não prossiga para a aula seguinte sem ter</p><p>certeza que seu resultado nos blocos é acima de 85%. Lembre-se que o verdadeiro</p><p>aprendizado, com retenção das informações desta aula, somente será alcançado com</p><p>todos os exercícios muito bem feitos. Portanto, tenha paciência pois será no dia-a-dia</p><p>da feitura dos blocos alcançará um excelente nível em eletrônica.</p><p>31ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>AULA</p><p>3</p><p>FILTROS LPF HPF BPF TRAP</p><p>As interferências entre sinais</p><p>Filtro Passa-baixa LPF e passa-alta HPF</p><p>Frequência de corte - Filtro passa-banda BPF</p><p>Filtro Rejeita-faixa - TRAP</p><p>FILTROS</p><p>Antes de continuarmos falando de filtros, cabe aqui</p><p>explicar o que é um sinal elétrico.</p><p>Os filtros são circuitos eletrônicos, que tem a função</p><p>de separar parte de um sinal para poder eliminar</p><p>ruídos ou separar informações presentes num</p><p>mesmo sinal.</p><p>Para que essas informações sejam propagadas</p><p>dentro de um circuito eletrônico, será necessário</p><p>que sejam transformadas em sinais elétricos, que</p><p>no caso dos circuitos que estamos estudando, nada</p><p>mais são do que variações de tensão ou corrente,</p><p>que trazem em suas variações, as informações que</p><p>queremos transmitir.</p><p>Podemos dar como exemplo uma música, cujo som</p><p>(energia mecânica), é transmitido pelo ar e é</p><p>captado pelo microfone. Neste, as variações</p><p>mecânicas do ar movimentam uma pequena</p><p>membrana que possui uma bobina que se</p><p>movimenta com esta. Esta bobina por sua vez, está</p><p>sofrendo o efeito de um campo magnético de um</p><p>imã fixo, sendo que desta forma, nos terminais da</p><p>bobina é gerada uma variação de tensão. Essa</p><p>variação de tensão, irá até um circuito eletrônico</p><p>que amplificará essas pequenas variações de</p><p>tensão do microfone.</p><p>Esses sinais elétricos, além de serem propagados</p><p>por cabos e antenas, devem ser processados por</p><p>circuitos eletrônicos, antes de tornarem-se imagem</p><p>ou som, que na realidade são estímulos mecânicos</p><p>ou elétricos do nosso corpo.</p><p>Essa tensão variará de acordo com as variações</p><p>mecânicas captadas pelo microfone, que</p><p>correspondem eletricamente agora, às informações</p><p>da música.</p><p>Neste exemplo, pudemos ter uma noção do que é</p><p>um sinal elétrico, e também da importância das</p><p>tensões ou correntes elétricas, presentes nos</p><p>circuitos que formam os aparelhos de rádio e</p><p>televisão. A partir destas tensões ou correntes, os</p><p>sinais elétricos são propagados, levando todas as</p><p>informações necessárias para produzir uma</p><p>imagem ou um som, ou ainda transferir dados,</p><p>dentro ou fora dos equipamentos.</p><p>Voltando aos filtros, podemos dizer que terão como</p><p>função, separar parte dos sinais elétricos que não</p><p>são desejados, ou pelo contrário, separar</p><p>justamente somente uma frequência que interessa,</p><p>jogando fora o restante do sinal. Podemos dar como</p><p>exemplo, a figura ao lado, onde em “A” um sinal</p><p>representado por uma corrente alternada, que leva</p><p>em suas variações uma música; o</p><p>circuito eletrônico que forma o</p><p>amplificador é alimentado por</p><p>uma fonte ligada a rede elétrica,</p><p>que mesmo reti f icada, leva</p><p>pequenas variações de 60 Hz,</p><p>que é a frequência da rede (B);</p><p>e s s a s v a r i a ç õ e s s e r ã o</p><p>introduzidas junto com o sinal no</p><p>ampl i f i cador, a l te rando as</p><p>variações de tensão-corrente</p><p>a l t e rnada , que ago ra t em</p><p>também, variações de 60Hz (C);</p><p>Essas variações vão sendo amplificadas, até que</p><p>chegamos a saída do amplificador de potência,</p><p>responsável pela excitação das caixas acústicas</p><p>através de uma corrente alternada (nesta</p><p>etapa</p><p>torna-se mais importante a corrente do que a</p><p>tensão). Esta criará um campo magnético fazendo o</p><p>cone do alto-falante “vibrar” com as mesmas</p><p>frequências da corrente alternada, recriando o som</p><p>através de ondas mecânicas pela “vibração” do ar.</p><p>No nosso dia-a-dia muitas vezes queremos</p><p>transmitir informações, ouvir uma música ou assistir</p><p>televisão. Para que isso seja possível será</p><p>necessário transmitir e receber sinais elétricos, via</p><p>transmissão do ar ou contidos em mídias como</p><p>discos ou memórias, ou ainda, por linhas de</p><p>transmissão, como o telefone ou TV a cabo.</p><p>A</p><p>B</p><p>C</p><p>32 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>elas serão ouvidas pelo usuário como ruídos de</p><p>baixa frequência: “zoooooommmmmm”. Então</p><p>podemos fazer esse sinal passar por um filtro, que</p><p>irá eliminar as frequências de 60Hz do sinal e com</p><p>isso, eliminar os ruídos de baixa frequência da</p><p>música.</p><p>Os filtros podem ser divididos em duas classes</p><p>distintas: os filtros ativos e os filtros passivos.</p><p>Os filtros ativos são formados por circuitos</p><p>eletrônicos que possuem fonte de alimentação e</p><p>com isso podem alterar os sinais processados por</p><p>eles, separando frequências e alterando as</p><p>amplitudes das tensões e até modificando sua</p><p>potências através de diodos, transistores, etc; estes</p><p>componentes irão interagir diretamente com os</p><p>sinais. Esse filtros chamados “ativos”, serão</p><p>estudados nos próximos módulos e não serão</p><p>explanados neste módulo 2.</p><p>Os filtros passivos, foco deste nosso estudo, são</p><p>circuitos elétricos formados basicamente por</p><p>resistores, capacitores e indutores; não possuem</p><p>fonte de alimentação como nos filtros ativos, e</p><p>apesar de interagir com os sinais, sua função como</p><p>o próprio nome diz é passiva e dependendo</p><p>exclusivamente dos sinais que passam por eles.</p><p>São basicamente 4 filtros distintos e suas funções</p><p>se limitam a separar uma faixa de frequência dos</p><p>sinais elétricos, normalmente atenuando ou</p><p>eliminando determinadas faixas de frequências.</p><p>Com uma frequência baixa, a reatância do capacitor</p><p>(XC) é de alta “resistência”, deixando o sinal passar</p><p>praticamente sem perdas de nível. Seria a mesma</p><p>coisa que dizer que temos dois resistores em série,</p><p>sendo R1 de valor muitas vezes menor do que o</p><p>resistor XC; logo, todo o sinal da entrada ou</p><p>“tensão” ficaria sobre XC e passaria para o circuito à</p><p>frente.</p><p>O filtro passa-baixa ou LPF (Low Pass Filter), como</p><p>o próprio nome já diz, tem a finalidade de deixar</p><p>passar as baixas frequências e eliminar as altas</p><p>frequências. A seguir, mostraremos 2 filtros passa-</p><p>baixa.</p><p>Para entender como isso se processa,</p><p>na figura 1 podemos substituir o</p><p>capacitor C1 por um resistor variável</p><p>que representa a reatância capacitiva</p><p>de C1, que varia seu valor de acordo</p><p>com a frequência de entrada (IN), como</p><p>mostra a figura 3.</p><p>Conforme a frequência vai aumentando, a reatância</p><p>ou “resistência” do capacitor vai diminuindo,</p><p>fazendo com que o valor de XC diminua, até virar</p><p>praticamente um curto, reduzindo assim, o nível do</p><p>sinal até este sumir. Novamente temos R1 em série</p><p>com XC, mas agora XC possui uma resistência</p><p>muito baixa. Isto significa dizer que toda a tensão</p><p>A figura 1, mostra o primeiro filtro LPF, que consta</p><p>de um resistor ligado serialmente a um capacitor, se</p><p>considerarmos o caminho para a massa ou terra.</p><p>No lado esquerdo do resistor (figura 1), temos um</p><p>sinal sendo produzido por um gerador de frequência</p><p>variável. No gráfico da figura 3, na parte de cima,</p><p>temos o sinal de entrada do filtro. Inicialmente a</p><p>frequência é baixa, começando com poucos hertz e</p><p>depois vai aumentando até 1MHz. No</p><p>sinal de saída (figura de baixo), temos o</p><p>resultado desta variação de frequência</p><p>que passa pelo filtro, ou seja, nas</p><p>frequência baixas o nível do sinal é alto</p><p>(entre o resistor e o capacitor),</p><p>enquanto que com o aumento da</p><p>frequência este vai perdendo nível, até</p><p>atingir zero V de amplitude.</p><p>FILTRO PASSA BAIXA (LPF)</p><p>OUTIN</p><p>C1</p><p>R1</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>OUTIN</p><p>R1</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>XC</p><p>IN</p><p>0Hz 20Hz 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 1MHz</p><p>OUT</p><p>figura 1</p><p>figura 2</p><p>figura 3</p><p>33ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Assim, podemos esboçar um gráfico que</p><p>represente o funcionamento das saídas OUT (entre</p><p>os resistores) dos filtros LPF, onde é apresentado</p><p>na figura 6:</p><p>O filtro passa-alta, chamado de HPF (High Pass</p><p>Filter) terá finalidade contrária do LPF, ou seja, seu</p><p>objetivo será o de eliminar as baixas frequências e</p><p>deixar passar as altas frequências. Também neste</p><p>caso, mostraremos dois tipos de filtros HPF:</p><p>No gráfico, a linha horizontal indica a frequência</p><p>aumentando da esquerda para a direita e a linha</p><p>vertical representa o nível do sinal (amplitude na</p><p>saída) aumentando de baixo para cima. Com uma</p><p>frequência baixa, a saída (OUT) do filtro LPF, tem</p><p>um nível alto, representando quase 100% da</p><p>amplitude do sinal de entrada (IN). A medida em que</p><p>a frequência aumenta o nível de saída (OUT) do</p><p>filtro LPF vai sendo reduzido, até chegar próximo de</p><p>zero volt (frequências altas).</p><p>cairá sobre R1, sendo que sobre XC, praticamente</p><p>a tensão é de zero volt (mesma análise para o sinal).</p><p>Na figura 4, temos um segundo tipo de LPF, que é</p><p>formado por um indutor ligado serialmente a um</p><p>resistor. Para este circuito, também podemos</p><p>aplicar o gráfico da figura 3, que vale para todos</p><p>filtros LPF.</p><p>Na figura 7, temos o primeiro filtro HPF, que é</p><p>formado por um capacitor em série com um resistor</p><p>ligado a “massa”, só que agora é o capacitor que irá</p><p>acoplar o sinal para frente; o sinal na entrada</p><p>provem de um gerador de frequência variável.</p><p>Baseando-se na figura 7, podemos substituir o</p><p>capacitor C1, por um resistor variável, que</p><p>representa a reatância capacitiva de C1, que varia</p><p>seu valor de acordo com a frequência de entrada</p><p>(IN), como mostra a figura 9.</p><p>A reatância XL do indutor, terá resistência de baixo</p><p>valor nas frequências baixas, deixando o sinal</p><p>passar quase sem perder amplitude; aumentando a</p><p>frequência a reatância XL do indutor aumenta</p><p>(resistência XL aumenta), reduzindo o sinal de</p><p>saída (entre os resistores) até atingir um nível</p><p>próximo a zero volt.</p><p>FILTRO PASSA-ALTA (HPF)</p><p>No gráfico da figura 8, no desenho da parte de cima,</p><p>vemos o sinal de entrada do fi ltro, tendo</p><p>inicialmente frequência baixa, começando com</p><p>frequência próxima a zero hertz e depois vai</p><p>aumentando até 1MHz. No sinal de saída do filtro,</p><p>após o capacitor (parte de baixo da figura 8), temos</p><p>o resultado desta variação de frequência, ou seja,</p><p>nas frequência baixas o nível do sinal é muito baixo,</p><p>devido a alta reatância ou “resistência” do capacitor</p><p>(que está em série com R1). Com o aumento da</p><p>frequência do sinal na entrada do filtro, vai</p><p>aumentando o nível de saída até atingir quase</p><p>100% (alta frequência na entrada).</p><p>Neste filtro (figura 4), podemos também substituir o</p><p>indutor por um resistor variável que representa a</p><p>reatância indutiva XL, que irá variar de acordo com</p><p>a frequência da entrada IN, como mostra a figura 5:</p><p>L1</p><p>OUTIN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>R1</p><p>OUTIN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>R1</p><p>XL</p><p>IN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>OUT</p><p>C1</p><p>R1</p><p>NÍVEL</p><p>FREQÜÊNCIA</p><p>100%</p><p>figura 4</p><p>figura 5</p><p>figura 6</p><p>figura 7</p><p>34 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Na f igura 10, temos um</p><p>segundo tipo de HPF, formado</p><p>por um resistor ligado serialmente a um indutor.</p><p>Para este circuito, também podemos aplicar o</p><p>gráfico da figura 8, que vale para todos filtros HPF.</p><p>Neste filtro (figura 10), podemos substituir o indutor</p><p>por um resistor</p><p>variável, que representará a</p><p>reatância indutiva XL, que irá variar de acordo com</p><p>a frequência da entrada IN, como mostra a figura 11:</p><p>A reatância XL do indutor nas altas frequências,</p><p>equivale a uma grande resistência, deixando o sinal</p><p>passar quase sem perda de amplitude; diminuindo</p><p>a frequência a reatância XL do indutor também</p><p>diminui, reduzindo o sinal, até este atingir um nível</p><p>próximo a zero volt, como pode ser acompanhado</p><p>pelo gráfico da figura 8.</p><p>Com uma frequência baixa, a</p><p>reatância do capacitor (XC) é</p><p>de al ta resistência, não</p><p>deixando praticamente o sinal</p><p>p a s s a r . C o n f o r m e a</p><p>frequência vai aumentando, a</p><p>reatância do capacitor vai</p><p>diminuindo, fazendo com que</p><p>o valor de XC diminua, até</p><p>virar um curto. Assim, vai</p><p>aumentando o nível do sinal</p><p>de saída (OUT) até este atingir</p><p>100% do nível do sinal de</p><p>entrada (IN).</p><p>A linha horizontal indica a frequência aumentando,</p><p>da esquerda para a direita, e a linha vertical</p><p>representa o nível do sinal (amplitude) aumentando</p><p>de baixo para cima. Com uma frequência baixa, a</p><p>saída (OUT) do filtro, tem um nível praticamente</p><p>igual a zero volt, e a medida que a frequência</p><p>aumenta, o nível de saída (OUT) do filtro HPF vai</p><p>aumentando até chegar próximo de 100% da</p><p>amplitude do sinal de entrada (IN) – nas frequências</p><p>altas.</p><p>Assim, podemos esboçar um outro gráfico que</p><p>represente o funcionamento das saídas OUT dos</p><p>filtros HPF, do mesmo modo que fizemos o gráfico</p><p>da figura 6 para a saída dos filtros LPF. Este gráfico</p><p>representa a saída dos filtros HPF, e pode ser visto</p><p>na figura 12.</p><p>IN</p><p>0Hz 20Hz 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 1MHz</p><p>OUT</p><p>IN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>OUTR1</p><p>XL</p><p>NÍVEL</p><p>FREQÜÊNCIA</p><p>IN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>OUT</p><p>R1</p><p>XC</p><p>IN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>OUTR1</p><p>L1</p><p>figura 8</p><p>figura 9</p><p>figura 11</p><p>figura 10</p><p>figura 12</p><p>35ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Este valor de 70,7 % (ou 0,707) não é exato, ele</p><p>corresponde ao inverso da raiz quadrada de 2; mas</p><p>o que importa, é saber que ele corresponde à</p><p>metade da potência do sinal de entrada. Quando</p><p>estamos tratando de sinais de áudio, utilizaremos</p><p>uma escala de medida proporcional logarítmica que</p><p>é o decibel (dB), escala inventada por uma</p><p>companhia de telefones, mas que é muito utilizada</p><p>até os dias de hoje.</p><p>Para podermos responder a essas perguntas,</p><p>vamos primeiramente saber qual porcentagem do</p><p>nível de entrada será admissível para os sinais na</p><p>saída do filtro. Devemos pensar que um sinal nada</p><p>mais é que uma determinada tensão que está</p><p>variando no tempo, gerando quedas de tensão em</p><p>determinados resistores.</p><p>Para alguns casos, a frequência de 1kHz (1000</p><p>ciclos no segundo) é alta frequência, e para outros</p><p>casos somente quando ultrapassamos 10MHz (10</p><p>milhões de ciclos em um segundo) é que é alta</p><p>frequência.</p><p>FREQUÊNCIA DE CORTE (fc)</p><p>Os filtros LPF e HPF, até agora, não tiveram uma</p><p>utilidade prática bem definida, já que suas funções</p><p>básicas, eliminar ou selecionar uma parte das</p><p>frequências dos sinais elétricos, não foram</p><p>atendidas, pois tanto o LPF, como o HPF, servem</p><p>para eliminar uma porção definida da faixa de</p><p>frequências, não ficando claro o que é baixa ou alta</p><p>frequência.</p><p>Por isso, devemos selecionar dentro dos filtros LPF</p><p>e HPF, a frequência inicial de atuação desse filtro.</p><p>Essa frequência inicial, que “corta” a atuação do</p><p>filtro, é chamada de frequência de corte (fc).</p><p>Nos dias de hoje, se dissermos que um</p><p>microcomputador possui uma frequência de</p><p>trabalho de 10MHz, seria considerado lentíssimo;</p><p>eles normalmente trabalham com frequências</p><p>acima de 1GHz (1 bilhão de variações/segundo).</p><p>Mas o que acontece com sinais de 100Hz ou de 1</p><p>kHz de frequência? A partir de que ponto da curva</p><p>ascendente, os sinais poderão ser encontrados na</p><p>saída? e com que amplitude? 50%? 90%? qual é a</p><p>frequência de corte desse filtro?</p><p>O nível, nos gráficos indicados, pode ser medido em</p><p>tensão, corrente ou até potência e em alguns casos</p><p>utilizará o decibel.</p><p>Olhando a figura 12, podemos ver a curva</p><p>característica da resposta em frequência de um filtro</p><p>HPF. Sabemos por exemplo, para sinais com uma</p><p>frequência de 1Hz na entrada do filtro, não teremos</p><p>praticamente nenhum sinal na saída.</p><p>Existe no gráfico do filtro uma relação entre a</p><p>amplitude do sinal de saída do filtro em relação a</p><p>amplitude do sinal de entrada do filtro. Os sinais de</p><p>saída cuja amplitude seja menor que 70,7% da</p><p>amplitude do sinal de entrada, serão excluídos pelo</p><p>filtro, já que sua potência é muito pequena para este</p><p>continuar sendo processado pelo circuito.</p><p>Não vamos entrar em muitos detalhes sobre a</p><p>escala dB, pois será matéria de módulos</p><p>posteriores. Por hora, bastará saber que:</p><p>0dB equivale a 100% de sinal</p><p>Podemos então falar que o sinal de saída deverá ter</p><p>no mínimo -3dB do sinal de entrada, ou 70,7% de</p><p>sua amplitude de entrada.</p><p>Na figura 13, temos a curva de resposta em</p><p>frequência de um filtro LPF, onde podemos destacar</p><p>a frequência “fc” que é a frequência de corte do filtro,</p><p>que corresponde a uma amplitude de saída de</p><p>exatamente 70,7% em relação aos 100% de</p><p>amplitude do sinal de entrada.</p><p>Todas as frequências à esquerda de “fc”, que</p><p>corresponde a área hachurada do gráfico, terão</p><p>uma amplitude acima de 70% (saída do filtro) e com</p><p>isso correspondem à faixa de frequência que será</p><p>selecionada pelo filtro, o restante das frequências,</p><p>acima de “fc”, serão eliminadas pelo filtro LPF, não</p><p>totalmente, mais o suficiente para não mais</p><p>interferirem no processamento do restante do sinal.</p><p>Vamos pegar agora um outro filtro LPF, com uma fc</p><p>um pouco maior do que o exemplo da figura 13.</p><p>-3dB equivale a 70,7% de sinal</p><p>Baseado nessas considerações, já podemos definir</p><p>nossa frequência de corte (Fc) dos filtros LPF e HPF,</p><p>a partir da curva de resposta em frequência.</p><p>A “fc (frequência de corte) de um filtro, pode ser</p><p>calculada a partir dos valores dos capacitores e</p><p>indutores de que é feito o filtro, e são esses valores</p><p>de capacitância e indutância que fará um filtro ter</p><p>uma “fc” maior ou menor e com isso selecionar o uso</p><p>do LPF ou HPF.</p><p>-6dB equivale a 50% de sinal</p><p>NÍVEL</p><p>FREQÜÊNCIA</p><p>100%</p><p>Fc</p><p>LPF</p><p>70,7%</p><p>3dB</p><p>NÍVEL</p><p>FREQÜÊNCIA</p><p>100%</p><p>Fc</p><p>LPF</p><p>70,7%</p><p>figura 13</p><p>figura 14</p><p>36 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Na figura 14, temos um outro filtro LPF, onde</p><p>podemos notar que esta “fc” é maior que a “fc” do</p><p>filtro da figura 13, mas também corresponde a 70%</p><p>da amplitude do sinal de entrada (100%). Isto indica</p><p>que todos os sinais com frequências abaixo da “fc”,</p><p>passarão pelo LPF indo assim para a saída do filtro,</p><p>continuando seu processamento pelo circuito. Já,</p><p>os sinais de frequências abaixo da “fc” serão</p><p>“bloqueados” pelo LPF, impedindo de saírem do</p><p>filtro e continuarem presentes no circuito eletrônico.</p><p>Como a frequência de corte (fc) é maior no filtro LPF,</p><p>tem uma maior faixa de seleção (área hachurada).</p><p>Agora, veremos como fica a frequência de corte (fc)</p><p>de um filtro HPF:</p><p>Na figura 15, temos a curva de resposta em</p><p>frequência da saída de um filtro HPF. Nela, podemos</p><p>destacar a frequência “fc” que é a frequência de</p><p>corte do filtro. Podemos ver que ela também</p><p>corresponde a uma amplitude de saída de</p><p>exatamente 70,7% da amplitude do sinal de</p><p>entrada, que vale 100%.</p><p>Todas as frequências à direita de “fc”, que</p><p>corresponde a área hachurada do gráfico, terão</p><p>uma amplitude acima de 70% na saída do filtro e</p><p>com isso, corresponde a faixa de frequência que</p><p>será selecionada pelo filtro. O restante das</p><p>frequências, abaixo de “fc” serão eliminadas pelo</p><p>filtro HPF, não totalmente, mais o suficiente para não</p><p>mais interferirem no processamento restante do</p><p>sinal.</p><p>Vamos agora analisar outro</p><p>filtro HPF, com uma “fc”</p><p>um pouco menor do que o exemplo da figura 15. Na</p><p>figura 16, temos um filtro que irá abranger uma faixa</p><p>maior de frequências selecionadas pelo filtro.</p><p>Vamos pegar um exemplo prático de 2 filtros HPF,</p><p>para melhor demonstrar a utilidade dos filtros HPF.</p><p>Na figura 17a temos um filtro HPF, cuja “fc” vale</p><p>800Hz (70% da amplitude do sinal de entrada). Pelo</p><p>gráfico, podemos saber que a amplitude do sinal de</p><p>entrada neste caso será de 5 volts (equivalente a</p><p>100%); para sinais de entrada com 5 volts de</p><p>amplitude e com frequência de 60 Hz, teremos na</p><p>saída um sinal de 60Hz, totalmente amortecido, com</p><p>uma amplitude de apenas 0,8 volt (conforme o</p><p>gráfico); já os sinais que entrarem no filtro com 5</p><p>volts de amplitude e com uma frequência de 1kHz,</p><p>sairão do filtro com praticamente os mesmo 5 volts</p><p>de amplitude.</p><p>Este primeiro filtro (fig. 16a), pode servir para filtrar</p><p>os ruídos de 60 Hz introduzidos num circuito</p><p>alimentado pela rede elétrica por exemplo.</p><p>Na figura 17b, temos um outro filtro HPF cuja “fc”</p><p>vale agora 5kHz. Neste filtro, se o mesmo sinal de 60</p><p>Hz que foi aplicado no anterior, for aplicado neste</p><p>filtro, ele também será bloqueado, não saindo</p><p>praticamente nenhum nível de sinal para a saída</p><p>(zero volt). Já os sinais de frequência de 1kHz, que</p><p>no filtro anterior passavam sem sofrerem nenhuma</p><p>redução de amplitude, neste filtro serão atenuados</p><p>para apenas 0,5 volt de amplitude na saída deste</p><p>filtro. Agora, os sinais que entrarem no filtro com</p><p>frequências acima de 5kHz (fc) não serão</p><p>bloqueados e poderão sair do filtro e serem</p><p>normalmente processados pelos circuitos</p><p>posteriores. Como exemplo, sinais com frequência</p><p>de 10kHz, sairão do filtro praticamente com 100%</p><p>da amplitude que entraram no filtro. Este segundo</p><p>filtro, pode ser usado como separador de sinais de</p><p>Como dissemos, a “fc” de um filtro, é calculada a</p><p>partir dos valores dos capacitores e indutores de</p><p>que é feito o filtro, e são esses valores de</p><p>capacitância e indutância que fará um filtro ter uma</p><p>“fc” maior ou menor, e com isso selecionar o uso do</p><p>nosso HPF.</p><p>FREQÜÊNCIA Fc</p><p>NÍVEL</p><p>100%</p><p>HPF</p><p>70,7%</p><p>3dB</p><p>NÍVEL</p><p>FREQÜÊNCIA</p><p>100%</p><p>Fc</p><p>HPF</p><p>70,7%</p><p>HPF</p><p>Fc Fc</p><p>5,0V 5,0V</p><p>3,5V</p><p>0,8V</p><p>3,5V</p><p>0,5V</p><p>60 601k 1k(Hz) (Hz)10k</p><p>(800Hz) (5kHz)</p><p>Fc Fc</p><p>LPF</p><p>5,0V 5,0V</p><p>3,5V 3,5V</p><p>0V</p><p>60 601k 1k(Hz) (Hz)</p><p>1,5V</p><p>0,8V</p><p>10k</p><p>(800Hz) (5kHz)</p><p>figura 15</p><p>figura 16</p><p>figura 17a figura 17b</p><p>figura 18a figura 18b</p><p>37ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>áudio de alta frequência, usados normalmente nos</p><p>falantes de pequenas dimensões, usados para</p><p>reprodução dos sinais de áudio de frequências altas</p><p>ou agudos, chamados de tweeters.</p><p>Vamos agora, analisar dois exemplos de filtros LPF.</p><p>Na figura 18a temos um LPF, cuja “fc” também vale</p><p>800Hz. Pelo gráfico, sabemos que a amplitude do</p><p>sinal de entrada será de 5 volts (equivalente a</p><p>100%). Para os sinais de entrada com frequência de</p><p>60 Hz, teremos na saída do LPF o mesmo sinal sem</p><p>amor tec imen to , com uma amp l i t ude de</p><p>aproximadamente 100% (conforme o gráfico); já os</p><p>sinais que entrarem no filtro, com 5 volts de</p><p>amplitude e frequência de 1kHz, sofrerão uma</p><p>atenuação, saindo com apenas 1,5 volts de</p><p>amplitude. Este primeiro filtro (fig. 18a) é justamente</p><p>o oposta do filtro HPF da figura 17a; com a mesma</p><p>“fc”, o LPF bloqueia as frequências que o HPF deixa</p><p>passar e vice e versa.</p><p>Nestes exemplos da figura 17, tínhamos apenas a</p><p>curva de resposta em frequência de saída dos filtros</p><p>HPF, e não seu circuito elétrico; isso significa, que</p><p>eles poderiam ser construídos com capacitores ou</p><p>indutores, conforme os exemplos das figuras 7 ou</p><p>10; mas isso não importa, pois para um filtro HPF ou</p><p>LPF, o que realmente importa, é sua curva de</p><p>resposta em frequência da saída do filtro.</p><p>Na figura 18b, temos um outro filtro LPF, cuja “fc”</p><p>vale agora 5kHz; neste filtro se for aplicado o</p><p>mesmo sinal de 60 Hz (que foi aplicado no filtro</p><p>anterior), não será bloqueado, saindo praticamente</p><p>100% do nível de entrada. Já os sinais de</p><p>frequência de 1kHz, que no filtro anterior eram</p><p>atenuados, neste filtro sairão sem sofrer nenhuma</p><p>redução de amplitude; já os sinais de 10kHz com 5</p><p>volts de amplitude, na entrada do filtro, serão</p><p>atenuados para apenas 0,8 volt de amplitude (na</p><p>saída do filtro). Para sinais que entrarem no filtro</p><p>com frequências abaixo de 5kHz (fc) não serão</p><p>bloqueados, e sairão do filtro para serem</p><p>normalmente processados pelos circuitos</p><p>posteriores.</p><p>Na figura 21, temos o primeiro filtro BPF. Ele é</p><p>composto de um capacitor ligado em série com um</p><p>indutor, e com isso, fechar o circuito à massa</p><p>através de um resistor. Note que a entrada do filtro,</p><p>está ligada ao capacitor C1, portanto, o sinal que</p><p>entrar no filtro deverá passar primeiro por C1 e</p><p>depois deverá passar também pelo indutor L1, para</p><p>só depois chegar a saída (OUT). Podemos então</p><p>O filtro passa-banda ou passa-faixa, chamado de</p><p>BPF (Band Pass Filter), recebe este nome por</p><p>deixar passar ou separar uma determinada banda</p><p>de frequência ou faixa (banda estreita). A banda,</p><p>sempre estará entre uma frequência um pouco mais</p><p>baixa e outra um pouco mais alta que a primeira.</p><p>Apesar de existir muitos filtros passivos BPF, vamos</p><p>mostrar dois filtros mais comumente usados.</p><p>A grande diferença deste LPF, em relação ao LPF</p><p>da figura 18a, é que este, seleciona uma faixa maior</p><p>de frequências do que o anterior. Este filtro LPF, terá</p><p>um comportamento oposto do filtro HPF da figura</p><p>17b.</p><p>Na figura 20, temos um sinal de entrada de 5 volts</p><p>de amplitude com uma frequência de 1kHz. De</p><p>acordo com a curva da figura 18a na saída desse</p><p>LPF, teremos um sinal atenuado de mesma</p><p>frequência, mas com apenas 1,5 volt de amplitude,</p><p>como mostramos na figura 20, na parte inferior</p><p>(OUT).</p><p>Para completar nosso estudo de filtros HPF e LPF</p><p>vamos comparar dois sinais de entrada de</p><p>frequências diferentes e através da curva de</p><p>resposta em frequência da figura 18a chegarmos</p><p>aos sinais de saída do filtro LPF:</p><p>FILTRO PASSA-BANDA (BPF)</p><p>Vamos agora analisar outro sinal de entrada,</p><p>mostrado na figura 20, e aplicá-lo ao mesmo filtro</p><p>LPF da figura 18a.</p><p>Na figura 19 temos na parte de cima (IN) um sinal</p><p>senoidal de 60 Hz que está entrando no filtro LPF,</p><p>cuja curva de resposta em frequência é a figura 18a,</p><p>pelo gráfico podemos ver que as frequências de 60</p><p>Hz, não sofrerão atenuações e portanto o sinal de</p><p>saída terá em torno de 5 volts, como podemos</p><p>observar na figura 19; o sinal de baixo (OUT) será</p><p>igual ao de entrada e com a amplitude de 4,7 volts</p><p>(pouco menor).</p><p>Terminamos aqui o estudo dos filtros LPF e HPF,</p><p>bem como sua frequência de corte (Fc).</p><p>IN</p><p>OUT</p><p>5 volts</p><p>4,7 volts</p><p>60 Hz</p><p>IN</p><p>OUT</p><p>5 volts</p><p>1,5 volts</p><p>1 kHz</p><p>figura 19</p><p>figura20</p><p>38 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Na figura 23, temos o gráfico das formas de ondas</p><p>do sinal de entrada (em cima identificado como IN) e</p><p>a forma de onda do sinal que sai do filtro na parte de</p><p>baixo (forma de onda indicada como OUT).</p><p>substituir o capacitor e o indutor por resistores</p><p>v a r i á v e i s , s e n d o q u e e s t e s r e s i s t o r e s ,</p><p>representarão suas reatâncias.</p><p>Vamos agora, na figura 24, ver outro filtro BPF.</p><p>Nesta figura, caso o sinal de entrada seja acoplado</p><p>diretamente na saída através do resistor R1, a</p><p>seleção deste filtro será dada pelo capacitor e pelo</p><p>indutor, ligados paralelamente a saída do filtro e</p><p>estes ligados à massa.</p><p>Podemos perceber que, para as baixas frequências,</p><p>a reatância capacitiva (XC) é alta (resistência alta) e</p><p>o capacitor se comporta como um resistor de alto</p><p>valor atenuando o sinal na saída do filtro, o mesmo</p><p>fenômeno acontece na altas frequências, apesar</p><p>que</p><p>neste caso, a reatância XC é baixa, sendo a</p><p>reatância indutiva (XL), alta, ou seja, o indutor se</p><p>comporta como um resistor de alto valor. Agora,</p><p>quando temos na entrada do filtro frequências</p><p>médias, tanto XL como XC, assumem valores</p><p>médios e ambos se comportam como resistores de</p><p>valores médios, atenuando levemente o sinal de</p><p>entrada, permitindo que o mesmo chegue na saída</p><p>com níveis “aceitáveis”.</p><p>Olhando atentamente o gráfico da figura 23,</p><p>podemos ver que este filtro BPF seleciona uma faixa</p><p>de frequência intermediária, nem alta e nem baixa,</p><p>sendo o ponto Fr (maior nível) chamado de</p><p>frequência de ressonância.</p><p>Em cima, temos o sinal do gerador que entra no</p><p>filtro, com uma amplitude constante mas com uma</p><p>frequência variando desde alguns hertz (próxima a</p><p>zero hertz) até 1 Mhz; Na resultante após o filtro,</p><p>podemos visualizar uma atenuação no lado</p><p>esquerdo e direito da forma de onda (OUT).</p><p>Nes te caso , também podemos</p><p>substituir o capacitor C1 e o indutor L1</p><p>por res is tores var iáve is , cu jas</p><p>resistências serão equivalentes as</p><p>suas reatâncias.</p><p>Na f igura 25, temos o c i rcu i to</p><p>equivalente do filtro BPF da figura 24.</p><p>Se não existisse o capacitor C1 e o</p><p>indutor L1, todo sinal que entrasse no</p><p>filtro sairia com praticamente a mesma</p><p>amplitude da entrada, independente da</p><p>frequência da entrada. Agora com a</p><p>presença de C1 e L1, o sinal de saída</p><p>será acoplado a massa, formando um</p><p>Na figura 22, temos o circuito equivalente ao filtro</p><p>BPF, onde XC e XL representam as reatâncias do</p><p>capacitor e do indutor respectivamente. Como a</p><p>figura indica, essas reatâncias são variáveis e</p><p>dependem diretamente da frequência do sinal de</p><p>entrada; outro detalhe importante é que essas</p><p>reatâncias são inversamente proporcionais entre si,</p><p>ou seja quando uma aumenta a outra diminui e vice</p><p>e versa.</p><p>OUT</p><p>L1</p><p>C1</p><p>R1</p><p>IN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>OUTIN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>R1</p><p>XLXC</p><p>IN</p><p>0Hz 20Hz 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 1MHz</p><p>OUT</p><p>(Freqüência de ressonância)</p><p>Fr</p><p>OUT</p><p>L1 C1</p><p>R1</p><p>IN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>figura 21</p><p>figura 22</p><p>figura 23</p><p>figura 24</p><p>39ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>3° Caso: as frequências médias:</p><p>Apesar disso, o capacitor apresentar-se-a agora</p><p>com uma reatância XC baixa, ou seja, como um</p><p>resistor de baixo valor, acoplando os sinais de</p><p>entrada à massa.</p><p>Para melhor entender o funcionamento dos dois</p><p>filtros BPF, vamos redesenhá-los usando os</p><p>modelos de chave aberta e chave fechada (curto)</p><p>para representar as reatâncias nas altas e baixas</p><p>frequências. As figuras com a letra “a” representam</p><p>o primeiro BPF, e as figuras com a letra “b”</p><p>representam o segundo BPF.</p><p>Para as frequências médias (entre a baixa e a alta),</p><p>tanto XC como XL se comportam como resistores</p><p>de valores médios e irão funcionar como um divisor</p><p>resistivo com R1, atenuando um pouco essa</p><p>frequência média da entrada, permitindo que ela</p><p>saia do filtro com uma amplitude “razoável”.</p><p>2° Caso: as altas frequências:</p><p>Na figura 27, podemos ver o comportamento do</p><p>filtro BPF para as altas frequências, onde a</p><p>reatância capacitiva XC se comporta como um curto</p><p>(ou resistor de baixo valor) e já a reatância indutiva</p><p>XL, se comporta com uma chave aberta (ou resistor</p><p>de alto valor).</p><p>No primeiro filtro, podemos ver que apesar da</p><p>reatância XL se comportar como um curto, a</p><p>reatância XC se comporta como uma chave aberta</p><p>impedindo o sinal da entrada de chegar na saída.</p><p>No segundo BPF, podemos perceber que nada</p><p>impede que o sinal da entrada chegue à saída, mas</p><p>a reatância XL se comporta como um curto</p><p>aterrando a saída e levando todo sinal de baixa</p><p>frequência à massa.</p><p>Portanto nos dois BPF's, para sinais de baixa</p><p>frequência, a saída permanecerá com nível baixo</p><p>de tensão.</p><p>1° Caso: as baixas frequências:</p><p>Nesta figura 26, podemos ver o comportamento do</p><p>filtro BPF para as baixas frequências, onde a</p><p>reatância indutiva XL se comporta como um curto</p><p>(ou resistor de baixo valor) e já a reatância</p><p>capacitiva XC, se comporta com uma chave aberta</p><p>(ou resistor de alto valor).</p><p>divisor “resistivo” com as reatâncias XL e XC; como</p><p>o valor dessas reatâncias depende da frequência</p><p>do sinal que entram no filtro, a amplitude final</p><p>variará de acordo com essa frequência.</p><p>No segundo BPF podemos perceber que nada</p><p>impede que o sinal da entrada chegue à saída, mas</p><p>a reatância XC se comporta como um curto,</p><p>aterrando a saída e levando todo sinal de alta</p><p>frequência à massa.</p><p>O gráfico da figura 23, também serve para esse filtro</p><p>BPF. Para as baixas frequências, podemos afirmar</p><p>que haverá praticamente um curto na saída do filtro,</p><p>devido à reatância XL, comportar-se como um</p><p>resistor de muito baixo valor, levando essa baixa</p><p>frequência para massa. Nas altas frequências, a</p><p>reatância XL será um “resistor” de alto valor e não</p><p>mais levar para a massa os sinais da entrada.</p><p>Portanto nos dois BPF's, para sinais de alta</p><p>frequência, a saída também permanecerá com</p><p>nível baixo de tensão.</p><p>No primeiro filtro, podemos ver que apesar da</p><p>reatância XC se comportar como um curto, a</p><p>reatância XL se comporta como uma chave aberta</p><p>impedindo o sinal da entrada de chegar à saída.</p><p>Na figura 28, podemos ver o comportamento do</p><p>filtro BPF para as frequências médias, onde a</p><p>reatância indutiva XL se comporta como um resistor</p><p>de médio valor e a reatância capacitiva XC, também</p><p>se comporta como um resistor de médio valor.</p><p>No primeiro filtro, podemos ver que as reatâncias XL</p><p>e XC se comportam como resistores, formando um</p><p>divisor resistivo com R1. Então, a amplitude do sinal</p><p>na saída do filtro, não será igual a zero, havendo</p><p>uma seleção de uma faixa de frequência média, que</p><p>OUTR1</p><p>IN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>XCXL</p><p>OUT</p><p>R1</p><p>R1XLXCIN</p><p>GERADOR</p><p>XL XC</p><p>OUTIN</p><p>GERADOR</p><p>OUT</p><p>XL XC</p><p>IN</p><p>GERADOR</p><p>R1OUT</p><p>R1</p><p>XLXCIN</p><p>GERADOR</p><p>OUT</p><p>R1</p><p>R1XLXCIN</p><p>GERADOR</p><p>XL XC</p><p>OUTIN</p><p>GERADOR</p><p>figura 25</p><p>figura 26a figura 26b</p><p>figura 27a figura 27b</p><p>figura 28a figura 18b</p><p>40 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>No segundo BPF, podemos perceber que XL e XC</p><p>estão em paralelo formando um único resistor, que</p><p>formará também um divisor resistivo com R1 e</p><p>similarmente ao primeiro BPF, teremos na saída</p><p>uma faixa de frequências médias selecionadas pelo</p><p>BPF.</p><p>A frequência em que a reatância (resistência) do</p><p>indutor L1 e do capacitor C1 são iguais é chamada</p><p>de frequência de ressonância (fr). Nessa</p><p>frequência, teremos XC = XL, então o nível de</p><p>tensão da saída do filtro é máxima, como pode ser</p><p>observado no gráfico da figura 23 .</p><p>Com este gráfico (figura 29) de resposta em</p><p>frequência dos BPF's podemos ver a faixa de</p><p>seleção do filtro, cujo topo corresponde a</p><p>frequência de ressonância fr.</p><p>passarão pelo BPF.</p><p>Portanto nos dois BPF's para sinais de frequência</p><p>média, teremos na saída uma faixa de frequências</p><p>médias com pequena atenuação, cujo valor</p><p>dependerá de C1 e L1.</p><p>Podemos esboçar um gráfico de resposta em</p><p>frequência para os filtros BPF, com os níveis de</p><p>saída do sinal em comparação com a frequência</p><p>dos mesmos.</p><p>Na figura 30, temos um primeiro</p><p>filtro Trap, ele é composto de um</p><p>capacitor ligado em paralelo com</p><p>um indutor, sendo que o circuito</p><p>fecha-se à massa através de um</p><p>resistor. Note, que a entrada do</p><p>filtro está ligada simultaneamente</p><p>ao capacitor C1 e ao indutor L1,</p><p>portanto, o sinal que entrar no filtro</p><p>poderá passar tanto por C1 como</p><p>por L1 para chegar a saída (OUT).</p><p>Podemos então substi tuir o</p><p>capacitor e o indutor por resistores variáveis que</p><p>serão equivalente às suas reatâncias.</p><p>Na figura 32, temos o gráfico das formas de ondas</p><p>do sinal de entrada. O sinal de cima identificado</p><p>como IN, e o sinal de baixo como OUT.</p><p>O filtro rejeita-faixa, ou</p><p>armadilha (Trap), é um filtro</p><p>com uma função completamente invertida do BPF,</p><p>pois enquanto este seleciona uma faixa de</p><p>frequência, o “trap” bloqueia uma faixa de</p><p>frequência, rejeitando a mesma do</p><p>circuito. Como o “trap” é o oposto</p><p>do BPF, sua construção é bem</p><p>parecida com o BPF.</p><p>Na figura 31, temos o circuito equivalente ao filtro</p><p>“trap” onde XC e XL, representam as reatâncias do</p><p>capacitor e do indutor respectivamente, como a</p><p>figura indica, essas reatâncias são variáveis e</p><p>dependem diretamente da frequência do sinal de</p><p>entrada, outro detalhe importante é que essas</p><p>reatâncias são inversamente proporcionais, ou</p><p>seja, quando uma aumenta a outra diminui e vice-</p><p>versa.</p><p>FILTRO REJEITA FAIXA (TRAP)</p><p>NÍVEL</p><p>FREQÜÊNCIA</p><p>Fr</p><p>OUT</p><p>C1 R1</p><p>IN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>OUT</p><p>R1</p><p>IN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQÜÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>XC</p><p>XL</p><p>IN</p><p>0Hz 20Hz 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 1MHz</p><p>OUT</p><p>(Freqüência de ressonância)</p><p>Fr</p><p>figura 29 figura 30</p><p>figura 31</p><p>figura 32</p><p>41ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Olhando atentamente o gráfico da figura 32,</p><p>podemos ver que este filtro “trap”, rejeita uma faixa</p><p>de frequência média, nem alta e nem baixa.</p><p>Veremos agora na figura 33, um segundo filtro</p><p>“trap”. Neste caso, o sinal de entrada está acoplado</p><p>diretamente na saída através do resistor R1. A</p><p>seleção deste filtro será dada pelo capacitor e pelo</p><p>indutor ligados em série a saída do filtro, ligando-a</p><p>na massa.</p><p>Neste caso, também podemos substituir o capacitor</p><p>C1 e o indutor L1 por resistores variáveis que serão</p><p>equivalentes às suas reatâncias:</p><p>Se não existisse o capacitor C1 e o indutor L1, todo</p><p>sinal que entrasse no filtro sairia com praticamente</p><p>a mesma amplitude da entrada, independente de</p><p>sua frequência. Agora, com a presença de C1 e L1,</p><p>o sinal de saída será acoplado à massa, formando</p><p>um divisor “resistivo” com as reatâncias XL e XC.</p><p>Como o valor dessas reatâncias depende da</p><p>frequência dos sinais que entram no filtro, a</p><p>amplitude dos mesmos variará de acordo com</p><p>essas frequências.</p><p>O gráfico da figura 32, também serve para este filtro</p><p>“trap”. Podemos ver que as baixas frequências, não</p><p>são atenuadas na saída do trap, devido a reatância</p><p>XC se comportar como um resistor de alto valor para</p><p>a massa. Note que o indutor se comporta como uma</p><p>baixa resistência (curto) para as baixas frequências;</p><p>mas como está em série com o capacitor que</p><p>apresenta alta resistência, a associação série entre</p><p>uma baixa e alta resistência resultará na alta</p><p>resistência.</p><p>Em cima, temos o sinal do gerador que entra no filtro</p><p>com uma amplitude constante, mas com uma</p><p>frequência variando de poucos hertz até 1 MHz.</p><p>Nas altas frequências, ocorre o mesmo fenômeno,</p><p>apesar de neste caso XC ser um “resistor” de baixo</p><p>valor, agora é a reatância XL que se comporta como</p><p>um resistor de alto valor desacoplando os sinais da</p><p>entrada à massa.</p><p>Para melhor entender o funcionamento dos dois</p><p>filtros “trap”, vamos redesenhá-los usando os</p><p>modelos de chave aberta e chave fechada (curto).</p><p>Para representar as reatâncias nas altas e baixas</p><p>frequências, as figuras com a letra “a” representam</p><p>o primeiro “trap” e as figuras com a letra “b”</p><p>representam o segundo “trap”.</p><p>1° Caso: as baixas frequências</p><p>Já nas frequências intermediárias tanto XC como</p><p>XL se comportam como resistores de valores</p><p>médios e irão funcionar como um divisor resistivo</p><p>com R1, atenuando essa frequência média, não</p><p>permitindo que os mesmos saiam do filtro.</p><p>Na figura 34, temos o circuito equivalente do filtro</p><p>“trap” da figura 33. Seu funcionamento é explanado</p><p>a seguir:</p><p>Na figura 35, podemos ver o comportamento do</p><p>filtro “trap” para as baixas frequências, onde a</p><p>reatância indutiva XL se comporta como um curto</p><p>(ou resistor de baixo valor); já a reatância capacitiva</p><p>XC, se comporta com uma chave aberta (ou resistor</p><p>de alto valor).</p><p>Em baixo, temos o sinal que sai do filtro (OUT), onde</p><p>podemos perceber que para as baixas frequências</p><p>a reatância indutiva (XL) é pequena, e o indutor se</p><p>comporta como um resistor de baixo valor,</p><p>acoplando o sinal na saída do filtro. O mesmo</p><p>fenômeno acontece na altas frequências, apesar</p><p>que, neste caso, a reatância indutiva (XL) será alta;</p><p>já a reatância capacitiva (XC) é baixa, e neste caso,</p><p>é o capacitor que se comporta como um resistor de</p><p>baixo valor, acoplando o sinal da entrada na saída.</p><p>Agora, quando temos as frequências médias, tanto</p><p>XL como XC tem valores médios e ambos</p><p>comportam-se como resistores de valores médios,</p><p>atenuando o sinal de entrada, não permitindo que o</p><p>mesmo chegue na saída com níveis altos,</p><p>atenuando-os.</p><p>No primeiro filtro, apesar da reatância XC se</p><p>comportar como uma chave aberta impedindo o</p><p>OUTR1</p><p>L1</p><p>C1</p><p>IN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQUÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>OUTR1</p><p>IN</p><p>GERADOR</p><p>DE FREQUÊNCIA</p><p>AJUSTÁVEL</p><p>XC</p><p>XL</p><p>GERADOR GERADOR</p><p>OUTR1</p><p>IN</p><p>XC</p><p>XL</p><p>OUT</p><p>R1</p><p>IN</p><p>XC</p><p>XL</p><p>figura 33</p><p>figura 34</p><p>figura 35a figura 35b</p><p>42 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>sinal da entrada de chegar na saída, a reatância XL</p><p>se comporta como um curto levando o sinal da</p><p>entrada para a saída.</p><p>Na figura 38, temos o gráfico de resposta em</p><p>frequência para os filtros “trap”, mostrando os níveis</p><p>de saída do sinal, em comparação com a frequência</p><p>dos mesmos.</p><p>Portanto nos dois “trap's”, para sinais de baixa</p><p>frequência, a saída permanecerá com praticamente</p><p>o mesmo nível de tensão do sinal da entrada.</p><p>Na figura 37, podemos ver o comportamento do</p><p>filtro “trap” para as médias frequências, onde a</p><p>reatância indutiva XL se comporta como um</p><p>resistor de médio valor e a reatância capacitiva XC,</p><p>também se comporta como um resistor de médio</p><p>valor.</p><p>No segundo “trap” percebemos que XL e XC estão</p><p>em série formando um único resistor que formará</p><p>também um divisor resistivo com R1, e como no</p><p>primeiro “trap”, teremos na saída uma faixa de</p><p>frequências médias atenuadas e rejeitadas pelo</p><p>mesmo.</p><p>No segundo “trap”, podemos perceber que nada</p><p>impede que o sinal da entrada chegue na saída e</p><p>como a reatância XC se comporta como uma chave</p><p>aberta, o sinal presente na entrada passa para a</p><p>saída.</p><p>Portanto nos dois “trap's”, para sinais de alta</p><p>frequência, a saída também permanecerá com</p><p>praticamente o mesmo nível de tensão do sinal de</p><p>entrada.</p><p>3° Caso: as frequências médias</p><p>No segundo “trap” podemos perceber que nada</p><p>impede que o sinal da entrada chegue na saída,</p><p>pois a reatância XL se comporta como uma chave</p><p>aberta, permitindo todo o sinal para a saída.</p><p>Na figura 36, podemos ver o comportamento do</p><p>filtro “trap” para as altas frequências, onde a</p><p>reatância capacitiva XC se comporta como um curto</p><p>(ou resistor de baixo valor); já a reatância indutiva</p><p>XL, se comporta com uma chave aberta (ou resistor</p><p>de alto valor).</p><p>2° Caso: as altas frequências Como vimos anteriormente, a frequência em que a</p><p>reatância do indutor L1 e a reatância do capacitor</p><p>C1 são iguais é chamada de frequência de</p><p>ressonância (fr), nesta frequência teremos XC = XL,</p><p>então o nível de tensão da saída do filtro é mínimo,</p><p>como pode ser observado no gráfico da figura 32;</p><p>essa frequência também é chamada de frequência</p><p>central (fc), pois ela está exatamente no centro da</p><p>faixa selecionada pelo filtro (BPF ou trap).</p><p>Portanto, nos dois “trap's” para sinais de média</p><p>frequência teremos na saída uma faixa rejeitada de</p><p>frequências, cujos valores dependerá de C1 e L1.</p><p>No primeiro filtro, podemos ver que as reatâncias XL</p><p>e XC se comportam como resistores, formando um</p><p>divisor resistivo com R1. Então a amplitude do sinal</p><p>na saída do filtro será atenuada, havendo uma</p><p>rejeição de uma faixa de frequências médias, que</p><p>não passarão pelo “trap”.</p><p>No primeiro filtro, podemos ver que apesar da</p><p>reatância XL se comportar como uma</p><p>1 resistores 10k ohms 1W</p><p>2 resistores 220k ohms 1/4W</p><p>1 capacitor de 4,7uF x 250V</p><p>KIT M2-2 Interruptor Crepuscular</p><p>M2-3 FONTE DE ALIMENTAÇÃO 30V - 1,6A</p><p>KIT M2-3 Kit Fonte Ajustável 2V a 30V - 1,6A</p><p>2 resistor 2,2k ohms 1/4W</p><p>3 resistores 1ohms 1/4W</p><p>3 resistores 6,8k ohms 1/4W</p><p>1 resistor 1k ohms 1/4W</p><p>1 resistor 10k ohms 1/4W</p><p>1 potenciômetro 100k mini</p><p>2 capacitores 470uF x 40V ou mais</p><p>2 capacitores de 100k poliester</p><p>8 diodos 1N4007</p><p>3 diodos 1N4148</p><p>1 capacitor de poliester 10k</p><p>1 diodo LED 5mm</p><p>1 transistor TIP 122</p><p>2 transistor BC547 ou BC548</p><p>1 dissipador para TIP 122</p><p>1 placa de circuito impresso</p><p>M2-2 INTERRUPTOR CREPUSCULAR</p><p>ligar os componentes do tracejado fora</p><p>da placa e após montado, soldar os</p><p>dois pontos no lugar da lâmpada NEON</p><p>D5</p><p>BZX55C47</p><p>D6</p><p>BZX55C47</p><p>R5</p><p>220k</p><p>R1</p><p>220k</p><p>LDR1</p><p>100k</p><p>D1</p><p>1N4007</p><p>D3</p><p>1N4007</p><p>D4</p><p>1N4007</p><p>D2</p><p>1N4007</p><p>C1</p><p>4,7uF</p><p>x250V</p><p>Rd1</p><p>330</p><p>Rd2</p><p>10k 1W</p><p>LED1</p><p>alto-brilho</p><p>Q2</p><p>BC337D8</p><p>12V</p><p>Rede</p><p>Elétrica</p><p>110Vac</p><p>2 zener de 47V 1/2W</p><p>1 zener de 12V</p><p>1 LDR miniatura</p><p>1 transistores BC337</p><p>4 diodos 1N4007</p><p>entrada</p><p>30Vac</p><p>D3a</p><p>D3b</p><p>D1a</p><p>D1b</p><p>D2a</p><p>D2b</p><p>D4a</p><p>D4b</p><p>8 x 1N4007</p><p>Na placa, existe lugar para 4 diodos.</p><p>Soldar pares de diodos em paralelo</p><p>após soldar os diodos</p><p>cortar as sobras dos</p><p>terminais horizontais</p><p>entrada</p><p>30Vac</p><p>D3a</p><p>D3b</p><p>D1a</p><p>D1b</p><p>D2a</p><p>D2b</p><p>D4a</p><p>D4b</p><p>8 x 1N4007</p><p>Na placa, existe lugar para 4 diodos.</p><p>Soldar pares de diodos em paralelo</p><p>após soldar os diodos</p><p>cortar as sobras dos</p><p>terminais horizontais</p><p>2,2k2,2k 10k</p><p>0</p><p>%</p><p>5</p><p>%</p><p>1</p><p>0</p><p>%</p><p>1</p><p>5</p><p>%</p><p>2</p><p>0</p><p>%</p><p>2</p><p>5</p><p>%</p><p>3</p><p>0</p><p>%</p><p>3</p><p>5</p><p>%</p><p>4</p><p>0</p><p>%</p><p>4</p><p>5</p><p>%</p><p>5</p><p>0</p><p>%</p><p>5</p><p>5</p><p>%</p><p>6</p><p>0</p><p>%</p><p>6</p><p>5</p><p>%</p><p>7</p><p>0</p><p>%</p><p>7</p><p>5</p><p>%</p><p>8</p><p>0</p><p>%</p><p>8</p><p>5</p><p>%</p><p>9</p><p>0</p><p>%</p><p>9</p><p>5</p><p>%</p><p>1</p><p>0</p><p>0</p><p>%</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>_/</p><p>__</p><p>_/</p><p>__</p><p>_</p><p>__</p><p>_/</p><p>__</p><p>_/</p><p>__</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>__</p><p>/_</p><p>_</p><p>D</p><p>A</p><p>T</p><p>A</p><p>D</p><p>A</p><p>P</p><p>R</p><p>O</p><p>V</p><p>A</p><p>I</p><p>N</p><p>T</p><p>E</p><p>R</p><p>M</p><p>E</p><p>D</p><p>IÁ</p><p>R</p><p>IA</p><p>D</p><p>A</p><p>T</p><p>A</p><p>D</p><p>A</p><p>P</p><p>R</p><p>O</p><p>V</p><p>A</p><p>F</p><p>IN</p><p>A</p><p>L</p><p>A</p><p>P</p><p>R</p><p>O</p><p>V</p><p>E</p><p>IT</p><p>A</p><p>M</p><p>E</p><p>N</p><p>T</p><p>O</p><p>A</p><p>P</p><p>R</p><p>O</p><p>V</p><p>E</p><p>IT</p><p>A</p><p>M</p><p>E</p><p>N</p><p>T</p><p>O</p><p>%</p><p>%</p><p>A</p><p>P</p><p>R</p><p>O</p><p>V</p><p>E</p><p>IT</p><p>A</p><p>M</p><p>E</p><p>N</p><p>T</p><p>O</p><p>G</p><p>E</p><p>R</p><p>A</p><p>L</p><p>-</p><p>T</p><p>R</p><p>A</p><p>Ç</p><p>A</p><p>D</p><p>O</p><p>E</p><p>M</p><p>V</p><p>E</p><p>R</p><p>M</p><p>E</p><p>L</p><p>H</p><p>O</p><p>A</p><p>P</p><p>R</p><p>O</p><p>V</p><p>E</p><p>IT</p><p>A</p><p>M</p><p>E</p><p>N</p><p>T</p><p>O</p><p>B</p><p>L</p><p>O</p><p>C</p><p>O</p><p>S</p><p>D</p><p>E</p><p>E</p><p>X</p><p>E</p><p>R</p><p>C</p><p>ÍC</p><p>IO</p><p>S</p><p>-</p><p>T</p><p>R</p><p>A</p><p>Ç</p><p>A</p><p>D</p><p>O</p><p>E</p><p>M</p><p>A</p><p>Z</p><p>U</p><p>L</p><p>A</p><p>P</p><p>R</p><p>O</p><p>V</p><p>E</p><p>IT</p><p>A</p><p>M</p><p>E</p><p>N</p><p>T</p><p>O</p><p>E</p><p>M</p><p>E</p><p>Q</p><p>U</p><p>IP</p><p>E</p><p>-</p><p>T</p><p>R</p><p>A</p><p>Ç</p><p>A</p><p>D</p><p>O</p><p>V</p><p>E</p><p>R</p><p>D</p><p>E</p><p>CASO O TRAÇADO VERMELHO CAIA ABAIXO DESTE NÍVEL, UTILIZAR-SE DAS DÚVIDAS VIA INTERNET</p><p>CASO O TRAÇADO VERMELHO CAIA ABAIXO DESTE NÍVEL, UTILIZAR-SE DAS AULAS DE REFORÇO</p><p>CASO O TRAÇADO VERMELHO CAIA ABAIXO DESTE NÍVEL, UTILIZAR-SE DO SERVIÇO SOPA</p><p>revisado junho-2008</p><p>GABARITO PARA TODOS OS EXERCÍCIOS DOS BLOCOS E PROVAS</p><p>ELETRÔNICA</p><p>www.ctaeletronica.com.br</p><p>GABARITO</p><p>TODOS OS MÓDULOS</p><p>Temos várias tabelas, onde cada uma corresponde a um tipo de componente, com seu</p><p>respectivo defeito; teremos então uma tabela para resistor alterado, outra para capacitor com fuga,</p><p>etc. Em cada tabela temos vários códigos para cada final de componente; por exemplo R123</p><p>alterado: Temos que procurar na tabela de resistor alterado, o código para final 3.</p><p>Este gabarito é para ser utilizados em todos os exercícios de análise de defeitos, quando o</p><p>código for solicitado. Os componentes defeituosos deverão ser encontrados, baseando-se apenas</p><p>no seu final. Se o componente defeituoso for C108, devemos procurar apenas pelo final 8.</p><p>RESISTORES e POTENCIÔMETROS COM DEFEITO</p><p>FUSISTOR, FUSÍVEL, PTC e NTC</p><p>(R - FR - Ra - etc.)</p><p>R5 alterado</p><p>FR503 aberto</p><p>EXEMPLOS</p><p>Rxx6</p><p>Rxx0</p><p>Rxx3</p><p>Rxx4</p><p>Rxx7</p><p>Rxx8</p><p>Rxx9</p><p>Rxx2</p><p>Rxx1</p><p>Rxx5</p><p>Rxx1</p><p>Rxx2</p><p>Rxx3</p><p>Rxx0</p><p>Rxx8</p><p>Rxx6</p><p>Rxx9</p><p>Rxx4</p><p>Rxx5</p><p>Rxx7</p><p>ABERTO ALTERADO</p><p>Pxx1</p><p>Pxx2</p><p>Pxx3</p><p>Pxx4</p><p>Pxx5</p><p>Pxx6</p><p>Pxx7</p><p>Pxx9</p><p>Pxx0</p><p>Pxx8</p><p>POTENCIÕMETRO</p><p>COM CURSOR ABERTO</p><p>revisado junho-2008</p><p>Cxx1</p><p>Cxx3</p><p>Cxx4</p><p>Cxx5</p><p>Cxx6</p><p>Cxx9</p><p>Cxx0</p><p>Cxx2</p><p>Cxx7</p><p>Cxx8</p><p>Cxx9</p><p>Cxx4</p><p>Cxx7</p><p>Cxx6</p><p>Cxx2</p><p>Cxx8</p><p>Cxx0</p><p>Cxx1</p><p>Cxx3</p><p>Cxx5</p><p>Cxx1</p><p>Cxx2</p><p>Cxx3</p><p>Cxx4</p><p>Cxx5</p><p>Cxx6</p><p>Cxx7</p><p>Cxx8</p><p>Cxx9</p><p>Cxx0</p><p>CURTO ABERTO COM FUGA</p><p>CAPACITORES COM DEFEITO</p><p>FIXO ou VARIÁVEL</p><p>(C - CV - Ca - etc.)</p><p>C5 em curto</p><p>CV318 com fuga</p><p>EXEMPLOS</p><p>xDxx8</p><p>xDxx3</p><p>xDxx5</p><p>xDxx1</p><p>xDxx4</p><p>xDxx7</p><p>xDxx2</p><p>xDxx9</p><p>xDxx0</p><p>xDxx6</p><p>xDxx3</p><p>xDxx5</p><p>xDxx1</p><p>xDxx2</p><p>xDxx4</p><p>xDxx8</p><p>xDxx0</p><p>xDxx9</p><p>xDxx7</p><p>xDxx6</p><p>xDxx1</p><p>xDxx9</p><p>xDxx0</p><p>xDxx2</p><p>xDxx4</p><p>xDxx5</p><p>xDxx3</p><p>xDxx7</p><p>xDxx8</p><p>xDxx6</p><p>xDxx1</p><p>xDxx4</p><p>xDxx2</p><p>xDxx3</p><p>xDxx6</p><p>xDxx7</p><p>xDxx8</p><p>xDxx9</p><p>xDxx0</p><p>xDxx5</p><p>ABERTO COM FUGA CURTOALTERADO</p><p>DIODOS, VDR, SCR, TRIAC e LDR COM DEFEITO COMUM, ZENER, LED, etc.</p><p>(Z - ZD - LD - VR - etc.)</p><p>D15 aberto</p><p>LD218 em curto</p><p>EXEMPLOS</p><p>OBS: Para circuitos sem defeito, defeito não listado ou mais de um defeito possível:</p><p>Vxx4</p><p>Vxx1</p><p>Vxx2</p><p>Vxx3</p><p>Vxx5</p><p>Vxx6</p><p>Vxx7</p><p>Vxx0</p><p>Vxx8</p><p>Vxx9</p><p>BAIXA EMISSÃO</p><p>Vxx1</p><p>Vxx2</p><p>Vxx4</p><p>Vxx6</p><p>Vxx9</p><p>Vxx0</p><p>Vxx5</p><p>Vxx8</p><p>Vxx3</p><p>Vxx7</p><p>SEGMENTOS OU</p><p>GRADES ABERTAS</p><p>VÁLVULAS, DISPLAY, TRC E LCD COM DEFEITO</p><p>Vxx3</p><p>Vxx2</p><p>Vxx4</p><p>Vxx5</p><p>Vxx1</p><p>Vxx6</p><p>Vxx7</p><p>Vxx8</p><p>Vxx9</p><p>Vxx0</p><p>FILAMENTO OU</p><p>LÂMPADA</p><p>“QUEIMADA”</p><p>Vxx8</p><p>Vxx2</p><p>Vxx4</p><p>Vxx0</p><p>Vxx5</p><p>Vxx9</p><p>Vxx3</p><p>Vxx6</p><p>Vxx1</p><p>Vxx7</p><p>FUGA - CURTO</p><p>ALTA EMISSÃO</p><p>Defeito no canhão R do TRC</p><p>Defeito no canhão G do TRC</p><p>Defeito no canhão B do TRC</p><p>revisado junho-2008</p><p>Q6 com curto C-E</p><p>T103 junção B-E aberta</p><p>EXEMPLOS</p><p>Qxx0</p><p>Qxx7</p><p>Qxx2</p><p>Qxx1</p><p>Qxx3</p><p>Qxx4</p><p>Qxx5</p><p>Qxx8</p><p>Qxx6</p><p>Qxx9</p><p>Qxx1</p><p>Qxx2</p><p>Qxx3</p><p>Qxx4</p><p>Qxx5</p><p>Qxx6</p><p>Qxx7</p><p>Qxx8</p><p>Qxx9</p><p>Qxx0</p><p>CURTO C-E</p><p>CURTO TOTAL ABERTO COL</p><p>Qxx1</p><p>Qxx9</p><p>Qxx6</p><p>Qxx4</p><p>Qxx3</p><p>Qxx2</p><p>Qxx7</p><p>Qxx8</p><p>Qxx0</p><p>Qxx5</p><p>CURTO B-E</p><p>Qxx3</p><p>Qxx8</p><p>Qxx7</p><p>Qxx4</p><p>Qxx5</p><p>Qxx6</p><p>Qxx0</p><p>Qxx1</p><p>Qxx2</p><p>Qxx9</p><p>ABERTO B-E</p><p>Qxx5</p><p>Qxx7</p><p>Qxx3</p><p>Qxx1</p><p>Qxx2</p><p>Qxx4</p><p>Qxx6</p><p>Qxx9</p><p>Qxx0</p><p>Qxx8</p><p>FUGA B-E</p><p>Dreno = Coletor</p><p>Gate = Base</p><p>Source = Emissor</p><p>PARA</p><p>FET</p><p>TRANSISTORES COM DEFEITO COMUM, UNIJUNÇÃO e FET (Q - T - Tr - etc.)</p><p>Qxx7</p><p>Qxx3</p><p>Qxx0</p><p>Qxx2</p><p>Qxx5</p><p>Qxx4</p><p>Qxx1</p><p>Qxx6</p><p>Qxx8</p><p>Qxx9</p><p>FALTA GANHO</p><p>Qxx5</p><p>Qxx0</p><p>Qxx1</p><p>Qxx2</p><p>Qxx3</p><p>Qxx4</p><p>Qxx6</p><p>Qxx7</p><p>Qxx8</p><p>Qxx9</p><p>FUGA C-E</p><p>Qxx1</p><p>Qxx5</p><p>Qxx7</p><p>Qxx2</p><p>Qxx3</p><p>Qxx4</p><p>Qxx6</p><p>Qxx8</p><p>Qxx9</p><p>Qxx0</p><p>CURTO C-B</p><p>Qxx1</p><p>Qxx2</p><p>Qxx3</p><p>Qxx6</p><p>Qxx0</p><p>Qxx4</p><p>Qxx5</p><p>Qxx7</p><p>Qxx8</p><p>Qxx9</p><p>FUGA C-B</p><p>Sxx6</p><p>Sxx0</p><p>Sxx4</p><p>Sxx8</p><p>Sxx5</p><p>Sxx9</p><p>Sxx7</p><p>Sxx1</p><p>Sxx2</p><p>Sxx3</p><p>Sxx7</p><p>Sxx0</p><p>Sxx3</p><p>Sxx6</p><p>Sxx9</p><p>Sxx5</p><p>Sxx4</p><p>Sxx2</p><p>Sxx8</p><p>Sxx1</p><p>Sxx1</p><p>Sxx2</p><p>Sxx3</p><p>Sxx4</p><p>Sxx5</p><p>Sxx6</p><p>Sxx0</p><p>Sxx8</p><p>Sxx9</p><p>Sxx7</p><p>CONTATO</p><p>COLADO “NA”</p><p>CONTATOS</p><p>QUEBRADOS</p><p>CONTATO</p><p>COLADO “NF”</p><p>OU BOBINA</p><p>ABERTA</p><p>BOBINA EM</p><p>CURTO OU</p><p>CHAVE</p><p>COM FUGA</p><p>CHAVES E RELÉ COM</p><p>DEFEITO (Sw - Ch - RL - etc.)</p><p>RL5 com bobina em curto</p><p>Sw128 quebrada</p><p>EXEMPLOS</p><p>ICX1</p><p>ICX3</p><p>ICX9</p><p>ICX7</p><p>ICX2</p><p>ICX8</p><p>ICX6</p><p>ICX0</p><p>ICX4</p><p>ICX5</p><p>IC1x1</p><p>IC2x1</p><p>IC3x1</p><p>IC4x1</p><p>IC5x1</p><p>IC7x1</p><p>IC6x1</p><p>IC8x1</p><p>IC9x1</p><p>IC1x2</p><p>IC3x2</p><p>IC4x2</p><p>IC6x2</p><p>IC8x2</p><p>IC9x2</p><p>IC5x2</p><p>IC7x2</p><p>IC2x2</p><p>IC1x3</p><p>IC3x3</p><p>IC4x3</p><p>IC8x3</p><p>IC2x3</p><p>IC6x3</p><p>IC5x3</p><p>IC7x3</p><p>IC9x3</p><p>ICxx4</p><p>ICxx7</p><p>ICxx5</p><p>ICxx8</p><p>ICxx6</p><p>ICxx9</p><p>ICxx0</p><p>IC 1 a 99</p><p>COM DEFEITO</p><p>IC 1x1 / 9x1</p><p>COM DEFEITO</p><p>IC 1x2 / 9x2</p><p>COM DEFEITO</p><p>IC 1x3 / 9x3</p><p>COM DEFEITO</p><p>IC xx4/xx5/...</p><p>COM DEFEITO</p><p>IC26 com defeito</p><p>CI801 em curto</p><p>U503 com defeito</p><p>IC104 em curto</p><p>EXEMPLOS</p><p>CIRCUITOS INTEGRADOS COM DEFEITO REGULADORES, OPERACIONAIS, DIGITAL, etc.</p><p>(Q - T - Tr - etc.)</p><p>OBS: Os integrados de 1</p><p>a 99 devem usa r a</p><p>p r i m e i r a t a b e l a , d e</p><p>acordo com seu final; os</p><p>integrados maiores de</p><p>100, deve verificar além</p><p>do final, o número inicial:</p><p>O integrado 201 deve</p><p>olhar a tabela do final “1”</p><p>e depois o inicio 2 (2x1);</p><p>n e s t e c a s o s e r i a a</p><p>s e g u n d a t a b e l a n a</p><p>s e g u n d a l i n h a c o m</p><p>Txx6</p><p>Txx8</p><p>Txx2</p><p>Txx4</p><p>Txx1</p><p>Txx5</p><p>Txx9</p><p>Txx0</p><p>Txx7</p><p>Txx3</p><p>Txx4</p><p>Txx3</p><p>Txx6</p><p>Txx1</p><p>Txx2</p><p>Txx5</p><p>Txx7</p><p>Txx9</p><p>Txx0</p><p>Txx8</p><p>BOBINA</p><p>ABERTA</p><p>BOBINA EM</p><p>CURTO</p><p>TRANSFORMADORES</p><p>ALTO-FALANTES(TR- etc.)</p><p>TR5 bobina em curto</p><p>Tr3 bobina aberta</p><p>EXEMPLOS</p><p>revisado junho-2008</p><p>7ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>AULA</p><p>1</p><p>Mas, além de realizar trabalho,</p><p>chave aberta</p><p>impedindo o sinal da entrada de chegar na saída, a</p><p>reatância XC, comportar-se-a como um curto,</p><p>levando o sinal da entrada para a saída.</p><p>Nesse gráfico de resposta em frequência dos “trap”</p><p>(figura 38), podemos ver a faixa de rejeição do filtro,</p><p>cujo centro corresponde à frequência de</p><p>ressonância “fr” ou frequência central (fc). Os</p><p>cálculos para se chegar a essa frequência, bem</p><p>como calcular a largura dessas faixas poderá ser</p><p>pesquisado pelo aluno na internet, como</p><p>complemento de estudo. Nos módulos posteriores</p><p>voltaremos a falar um pouco mais destes filtros e de</p><p>suas aplicações. Abaixo, podemos ver os controles</p><p>de um equalizador.</p><p>GERADOR GERADOR</p><p>OUTR1</p><p>IN</p><p>XC</p><p>XL</p><p>OUT</p><p>R1</p><p>IN</p><p>XC</p><p>XL</p><p>GERADOR GERADOR</p><p>OUTR1</p><p>IN</p><p>XC</p><p>XL</p><p>OUT</p><p>R1</p><p>IN</p><p>XC</p><p>XL</p><p>NÍVEL</p><p>FREQUÊNCIA</p><p>Fc FfinalFinicial</p><p>Largura</p><p>100%</p><p>70%</p><p>figura 36a figura 36b</p><p>figura 37a figura 37b</p><p>figura 38</p><p>43ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Na figura ao lado temos</p><p>um filtro LC, passa-banda</p><p>ou BPF. ainda podemos</p><p>ver que no circuito, o valor</p><p>do capacitor poderá ser</p><p>variado, o que significa</p><p>que o filtro atuará em</p><p>determinada frequência,</p><p>ou seja, selecionará uma</p><p>determinada emissora que</p><p>queremos sintonizar.</p><p>A s s i m , o s f i l t r o s o u</p><p>c i rcui tos ressonantes</p><p>poderão ser utilizados nas</p><p>mais diversas aplicações</p><p>da área eletroeletrônica.</p><p>Nos filtros abaixo, identifique que faixa de frequências teremos na saída e após coloque as</p><p>respostas como LPF, BPF, HPF, TRAP.</p><p>1</p><p>3</p><p>5</p><p>7</p><p>2</p><p>4</p><p>6</p><p>8</p><p>44 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>9</p><p>11</p><p>13</p><p>15</p><p>10</p><p>12</p><p>14</p><p>16</p><p>Nos filtros abaixo, desenhe a forma de onda de banda passante (semelhante a figura 38 e anteriores)</p><p>1 - LPF</p><p>2 - TRAP</p><p>3 - BPF</p><p>4 - HPF</p><p>5 - HPF</p><p>6 - LPF</p><p>7 - HPF</p><p>8 - BPF</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>f</p><p>nível</p><p>9</p><p>13</p><p>10</p><p>14</p><p>11</p><p>15</p><p>12</p><p>16</p><p>R</p><p>E</p><p>S</p><p>P</p><p>O</p><p>S</p><p>T</p><p>A</p><p>S</p><p>http://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_LC</p><p>http://tecnociencia.inf.br/comunidade/index.php?option=com_content&task=view&id=226&Item</p><p>id=138</p><p>docentes.fam.ulusiada.pt/~d1095/Filtros_Elec_0607.pdf</p><p>Pesquisas na internet sobre filtros e circuitos ressonantes:</p><p>Atenção: após a leitura e/ou estudo detalhado desta aula, parta para a feitura dos</p><p>blocos de exercícios M2-09 à M2-12. Não prossiga para a aula seguinte sem ter</p><p>certeza que seu resultado nos blocos é acima de 85%. Lembre-se que o verdadeiro</p><p>aprendizado, com retenção das informações desta aula, somente será alcançado com</p><p>todos os exercícios muito bem feitos. Portanto, tenha paciência pois será no dia-a-dia</p><p>da feitura dos blocos alcançará um excelente nível em eletrônica.</p><p>45ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>AULA</p><p>4</p><p>TRANSFORMADORES</p><p>Redutor - elevador e auto-transformador</p><p>Núcleo e perdas no transformador</p><p>Fase de um transformador</p><p>Ligações do transformador na rede elétrica</p><p>Um transformador é um dispositivo destinado a</p><p>transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um</p><p>circuito a outro, transformando tensões, correntes e</p><p>modificando os valores das impedâncias elétricas</p><p>de um circuito elétrico. Trata-se de um dispositivo de</p><p>corrente alternada que opera baseado nos</p><p>princípios eletromagnéticos da Lei de Faraday e da</p><p>Lei de Lenz.</p><p>TRANSFORMADORES</p><p>Recebem em seu primário (entrada) uma tensão em</p><p>corrente alternada, que será retirada no secundário</p><p>(saída) com um valor menor, ou seja, reduz a tensão</p><p>de entrada.</p><p>Transformadores elevadores de tensão:</p><p>O transformador consiste de duas ou mais bobinas</p><p>ou enrolamentos e um "caminho", ou circuito</p><p>magnético, que "acopla" essas bobinas. Há uma</p><p>variedade de transformadores com diferentes tipos</p><p>de circuito, mas todos operam sobre o mesmo</p><p>princípio de indução eletromagnética.</p><p>Transformadores redutores de tensão:</p><p>Autotransformador</p><p>Recebem em seu primário (entrada) uma tensão em</p><p>corrente alternada, que será retirada no secundário</p><p>(saída) com um valor maior, ou seja, eleva a tensão</p><p>de entrada.</p><p>Tanto a tensão de</p><p>entrada como a de</p><p>saída compartilham o</p><p>mesmo enrolamento,</p><p>que é pr imár io e</p><p>s e c u n d á r i o a o</p><p>mesmo tempo. Pode</p><p>s e r e l e v a d o r o u</p><p>redutor de tensão,</p><p>como veremos mais</p><p>a d i a n t e . V e m o s</p><p>abaixo, as chapas</p><p>internas dos transformadores</p><p>Funcionamento do transformador:</p><p>Como já vimos no estudo sobre indução, quando</p><p>um condutor é emergido dentro de um campo</p><p>magnético teremos a criação de uma d.d.p. em seus</p><p>extremos. Se este campo manter-se constante e o</p><p>condutor estacionário, nos extremos dos fios não</p><p>haverá d.d.p.(diferença de potencial), mas, caso</p><p>haja variações na intensidade do campo magnético</p><p>ou ainda o movimento do condutor dentro deste</p><p>campo, teremos induzido nos terminais do fio,</p><p>tensões proporcionais aos movimentos realizados.</p><p>Resumidamente, podemos dizer que neste caso,</p><p>tivemos uma conversão elétrica para magnética e</p><p>magnética para elétrica.</p><p>Usando-se desse princípio, se aplicarmos uma</p><p>corrente alternada (a corrente vai e vem) em uma</p><p>bobina, teremos a criação de um campo magnético</p><p>variável (aumenta e diminui). Aproximando um</p><p>indutor ou bobina dentro deste campo criado pela</p><p>primeira bobina, teremos uma indução neste último</p><p>indutor. A indução criada irá gerar uma d.d.p. que</p><p>acompanhará as variações de fluxo magnético, ou</p><p>seja, teremos uma AC (corrente alternada) na</p><p>segunda bobina com as características da AC</p><p>aplicada na primeira.</p><p>46 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Acompanhado a figura 3, temos a bobina L1 como</p><p>primário e L2 como secundário. O campo criado</p><p>pela bobina L1 atinge a bobina L2 a uma certa</p><p>distância. Se aumentarmos a distância entre o</p><p>campo e a bobina (figura 4), teremos uma menor</p><p>indução sobre L2, pois a uma distância maior a</p><p>c a p a c i d a d e d e i n d u ç ã o d o c a m p o v a i</p><p>enfraquecendo.</p><p>Na figura 1, temos duas bobinas enroladas em dois</p><p>bastões. A primeira bobina (primário) recebe uma</p><p>AC (tensão alternada-corrente alternada) de um</p><p>gerador, produzindo uma corrente elétrica, da qual</p><p>será criado um campo magnético que atuará sobre</p><p>a segunda bobina (secundário). O campo</p><p>magnético se converte em elétrico (corrente</p><p>alternada) na segunda bobina. Desse campo</p><p>elétrico (d.d.p.), teremos a circulação de corrente na</p><p>resistência ligada a bobina (secundário).</p><p>Para que o campo magnético criado pelo primário</p><p>atinja eficazmente o secundário, deveremos</p><p>aproximar o máximo uma bobina da outra ou</p><p>coloca-las no mesmo núcleo (Bastão na qual as</p><p>bobinas são enroladas - figura 2).</p><p>Na figura 5, temos a aparência física de um</p><p>transformador, cujo símbolo pode ser visto na figura</p><p>7a. Entre as bobinas temos dois traços verticais, os</p><p>Núcleo de um transformador</p><p>O núcleo nada mais é do que um material com alta</p><p>permeabilidade, que conduzirá as linhas de força do</p><p>campo magnético gerado pelo primário para o</p><p>secundário, afim de produzir uma ligação</p><p>magnética-elétrica eficaz. Neste caso, as duas</p><p>bobinas (primário e secundário), são enroladas</p><p>sobre um material “condutor” e o campo gerado pelo</p><p>primário será conduzido para o secundário através</p><p>deste material “condutor”, cuja permeabilidade é</p><p>alta, pois o objetivo é o de conduzir as linhas de</p><p>força.</p><p>Corrente</p><p>primária</p><p>Corrente</p><p>secundária</p><p>resistência</p><p>de carga</p><p>fonte de</p><p>tensão</p><p>alternada</p><p>PRIMÁRIO SECUNDÁRIO</p><p>S</p><p>N</p><p>S</p><p>N</p><p>L1 L2</p><p>L1 L2</p><p>L1 L2</p><p>FIOS DO</p><p>PRIMÁRIO</p><p>NÚCLEO DE</p><p>FERRO</p><p>FIOS DO</p><p>SECUNDÁRIO</p><p>NÚCLEO DE</p><p>PLÁSTICO, PAPELÃO OU</p><p>CERÂMICA</p><p>FIOS DO PRIMÁRIO</p><p>FIOS DO SECUNDÁRIO</p><p>SIMBOLOGIA</p><p>Estes traços representam o ferrite</p><p>SIMBOLOGIA</p><p>figura 1</p><p>figura 2</p><p>figura 3</p><p>figura 4</p><p>figura 5</p><p>figura 6</p><p>figura 7a figura 7b</p><p>47ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Como esse campo magnético é alternado (da</p><p>mesma forma que a corrente do primário), irá induzir</p><p>no secundário uma diferença de potencial que pode</p><p>ser vista na figura 8d. A tensão induzida no</p><p>secundário tem a mesma polaridade do primário, ou</p><p>seja, positivo em cima e negativo embaixo. A tensão</p><p>induzida no secundário será aplicada a carga ligada</p><p>no mesmo, resultando em uma circulação de</p><p>corrente (figura 8e).</p><p>Análise detalhada do transformador:</p><p>quais representam o núcleo do transformador. Na</p><p>figura 6, temos outro tipo de transformador, cujo</p><p>símbolo correspondente pode ser visto também na</p><p>figura 7b.</p><p>A tensão aplicada no primário é oriunda de um</p><p>gerador de corrente alternada, portanto, haverá a</p><p>inversão de polaridade aplicada na bobina do</p><p>primário, resultando na mudança de sentido do</p><p>campo e consequentemente na mudança de</p><p>polaridade do secundário, fazendo circular na carga</p><p>uma corrente com sentido inverso ao anterior (figura</p><p>8f).</p><p>Na figura 8c, temos a criação do campo magnético</p><p>devido a circulação de corrente no primário. Esse</p><p>campo, irá atuar em todo espaço em volta das</p><p>espiras do primário, induzindo assim um campo</p><p>magnético sobre o secundário do transformador.</p><p>Na figura 8e, temos o gerador aplicando uma FEM</p><p>(Força Eletro-Motriz) no primário, induzindo no</p><p>Na figura 8b, podemos ver a corrente circulando pelo</p><p>primário do transformador depois que a chave foi</p><p>fechada. Podemos perceber que a corrente elétrica</p><p>sempre circulará do polo positivo para o negativo,</p><p>apesar de que o fluxo de elétrons sai do polo</p><p>negativo sendo atraído pelo polo positivo.</p><p>Na figura 8a, um gerador AC alimenta o primário de</p><p>um transformador. Com a chave principal fechada e</p><p>considerando que a tensão seja positiva no lado</p><p>superior do primário e negativa no lado inferior,</p><p>teremos uma corrente circulante na bobina no</p><p>sentido do positivo para o negativo (figura 8b). Desta</p><p>corrente surgirá um campo magnético (figura 8c), o</p><p>qual atuará no secundário, criando por indução, uma</p><p>d.d.p. (figura 8d).</p><p>FEM APLICADA AO PRIMÁRIO</p><p>PRIMÁRIO SECUNDÁRIO</p><p>PRIMÁRIO</p><p>CORRENTE NO PRIMÁRIO</p><p>SECUNDÁRIO</p><p>PRIMÁRIO</p><p>GERAÇÃO DE UM CAMPO</p><p>SECUNDÁRIO</p><p>PRIMÁRIO</p><p>FEM INDUZIDA NO SECUNDÁRIO</p><p>SECUNDÁRIO</p><p>PRIMÁRIO</p><p>CORRENTE NO SECUNDÁRIO</p><p>SECUNDÁRIO</p><p>FCEM</p><p>N</p><p>S</p><p>FEM INDUZIDA</p><p>CARGA</p><p>FEM APLICADA</p><p>I</p><p>figura 8a</p><p>figura 8b</p><p>figura 8c</p><p>figura 8d</p><p>figura 8e</p><p>figura 8f</p><p>48 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Solução do 1° exercício:</p><p>Relação de espiras Primário-Secundário:</p><p>Neste exercício temos 800 espiras no primário e</p><p>200 no secundário isso nos dá uma relação de 4</p><p>vezes mais espiras no primário que no secundário</p><p>(800 ÷ 200 = 4), portanto a tensão do primário é 4</p><p>vezes a tensão do secundário. Logo, se tenho</p><p>200Vac no primário devo ter 50 Vac no secundário</p><p>(200 ÷ 4 = 50).</p><p>Na figura 9, temos no primário do transformador um</p><p>enrolamento com 1000 espiras. Cada espira teria</p><p>uma energia (tensão) de 0,11V (110 ÷ 1000 = 0,11),</p><p>considerando a tensão aplicada de 110Vac. No</p><p>secundário teremos, para cada espira, uma tensão</p><p>de 0,11V. Como o total de espiras no secundário é</p><p>de 2000 espiras, teremos uma tensão de 220Vac</p><p>final.</p><p>5 ) Qua l a tensão do secundár io de um</p><p>transformador ligado a uma tensão de 100Vdc, que</p><p>tem 100 espiras no primário e 50 espiras no</p><p>secundário?</p><p>1) Qua l a tensão do secundár io de um</p><p>transformador, ligado a uma tensão de 200Vac que</p><p>tem 800 espiras no primário e 200 espiras no</p><p>secundário?</p><p>Neste exercício temos um transformador redutor de</p><p>tensão que transforma uma tensão de 240Vac para</p><p>12 Vac, ou seja ele tem uma proporção de redução</p><p>de 20 vezes (240 ÷ 12 = 20), como tenho 2000</p><p>espiras no primário e tenho que manter a proporção</p><p>de 20 vezes devo enrolar 100 espiras no secundário</p><p>(2000 ÷ 20 = 100).</p><p>2) Quantas espiras tenho que enrolar no secundário</p><p>de um transformador cuja tensão do primário seja</p><p>240Vac e a do secundário 12Vac, se tenho 2000</p><p>espiras no primário?</p><p>3) Qua l a tensão do secundár io de um</p><p>transformador que tem 250 espiras no primário e</p><p>1000 espiras no secundário, caso o mesmo seja</p><p>ligado a uma tensão de 110Vac?</p><p>4) Quantas espiras o primário de um transformador</p><p>deve ter para reduzir uma tensão de 220Vac para</p><p>9Vac, se no secundário temos 140 espiras?</p><p>secundário uma FEM com a mesma “polaridade” do</p><p>primário do primário. Essa FEM induzida irá</p><p>provocar uma corrente I circulante pela carga e</p><p>também pelo enrolamento secundário, gerando</p><p>assim um campo magnético que também irá induzir</p><p>no primário uma FCEM (Força Contra Eletro-Motriz)</p><p>de polaridade invertida (figura 8g), se opondo à</p><p>FEM do gerador e com isso, aumentando o</p><p>consumo de energia (em forma de corrente) do</p><p>gerador. Quanto maior for a corrente do secundário</p><p>(carga com maior consumo) maior será a FCEM</p><p>induzida no primário, aumentando mais o consumo</p><p>do gerador, na forma de corrente.</p><p>Outro exemplo pode ser visto na figura 10. Nesta</p><p>figura, a tensão de entrada não foi definida, mas</p><p>temos a relação de espiras, sendo 200 espiras no</p><p>primário e 100 espiras no secundário. A tensão</p><p>aplicada no primário será dividida pelo número de</p><p>espiras do mesmo, ou seja, 200 espiras. No</p><p>secundário teremos a multiplicação deste</p><p>resultado pela quant idade de espiras do</p><p>secundário, ou seja, 100 espiras. Note que no</p><p>secundário, teremos a metade da tensão aplicada</p><p>no primário, uma vez que a quantidade de espiras</p><p>do secundário é a metade do primário. Portanto,</p><p>este é um transformador redutor de tensão.</p><p>A relação de espiras (quantidade de espiras) do</p><p>primário com o secundário será fundamental para</p><p>definirmos a tensão induzida no secundário.</p><p>Para fixar o entendimento do aluno vamos resolver</p><p>alguns exercícios:</p><p>Solução do 3° exercício:</p><p>Neste exercício temos um transformador com 250</p><p>espiras no primário e 1000 no secundário, nos</p><p>Solução do 2° exercício:</p><p>N</p><p>S</p><p>CORRENTE</p><p>INDUZIDA</p><p>CAMPO MAGNÉTICO CAUSADO</p><p>PELA CORRENTE DO SECUNDÁRIO</p><p>CARGA</p><p>1000esp 2000esp</p><p>Es = 220VCAEp = 110VCA</p><p>V</p><p>200esp 100esp R1 = 1kWEp = ?</p><p>figura 8g</p><p>figura 9</p><p>figura 10</p><p>49ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Solução do 4° exercício:</p><p>dando uma proporção de 4 vezes mais espiras no</p><p>secundário (1000 ÷ 250 = 4) do que no primário. Isso</p><p>mostra que nosso transformador é um elevador de</p><p>tensão, já que tem mais espiras no secundário que</p><p>no primário. Como está ligado a uma tensão de</p><p>110Vac, para manter a proporção teremos que ter</p><p>440Vac no secundário (110 x 4 = 440).</p><p>Neste exercício temos um transformador redutor de</p><p>tensão de 220Vac para 9Vac, nos dando uma</p><p>proporção de 24,44 vezes (220 ÷ 9 = 24,44). Como</p><p>temos 140 espiras no secundário, para manter a</p><p>proporção devemos enrolar 3.422 espiras no</p><p>primário (140 x 24,44 = 3.422).</p><p>Potência entre primário e secundário:</p><p>Observação: Quando um transformador é ligado a</p><p>uma tensão contínua aparecerá no secundário, um</p><p>pico de tensão no momento que ligamos e outro no</p><p>momento que desligamos o transformador da fonte</p><p>(aumento da corrente no instante que liga e</p><p>diminuição de corrente no instante que desliga),</p><p>mas, durante o tempo em que o mesmo permanecer</p><p>ligado a uma tensão contínua, não teremos tensão</p><p>no secundário (zero volt).</p><p>O mesmo acontece para os transformadores</p><p>elevadores</p><p>de tensão; só que neste caso, teremos</p><p>no secundário uma corrente fornecida menor que a</p><p>corrente do primário e proporcional a relação de</p><p>tensão, ou seja, uma tensão 5 vezes maior no</p><p>secundário terá um fornecimento 5 vezes menor na</p><p>corrente em relação ao primário e vice versa.</p><p>A potência do primário ou força magnetomotriz, é</p><p>igual a força magnetomotriz do secundário. Isto</p><p>quer dizer, que um transformador redutor de tensão,</p><p>deverá ter uma potência no primário igual a do</p><p>secundário, mas como? Ora, supomos uma tensão</p><p>de 100V aplicada no primário de 100 espiras.</p><p>Supomos ainda, que exista uma corrente de 1A</p><p>neste primário. No secundário, teremos 20 espiras,</p><p>resultando em 20V no secundário. A potência do</p><p>primário pode ser calculada multiplicando a tensão</p><p>de 100V pela corrente de 1A, resultando em 100</p><p>watts. Como dissemos, a potência do secundário</p><p>será igual a do primário, ou seja, 100 watts. Como</p><p>sabemos, a tensão do secundário é de 20V e</p><p>considerando que existe uma potência de 100</p><p>watts, a corrente fornecida pelo secundário será de</p><p>5A (100W ÷ 20V = 5A).</p><p>Perdas nos transformadores</p><p>A perda nos transformadores pode ser definida</p><p>como a relação de potência do primário com o</p><p>s e c u n d á r i o , p o d e n d o s e r e x p r e s s a e m</p><p>porcentagem. A potência no primário deverá ser</p><p>igual a do secundário. De um modo geral os</p><p>transformadores tem em torno de 10 e 15% de</p><p>perda ou 85 a 90% de eficácia. As perdas</p><p>influenciam diretamente na diminuição da tensão e</p><p>corrente do secundário e pode acontecer de várias</p><p>formas.</p><p>Perdas por correntes parasitas:</p><p>A perda por correntes parasitas ou correntes de</p><p>foucault acontecem devido o núcleo ser de material</p><p>“condutivo” e receber uma indução, apesar de</p><p>pequena. A indução no núcleo gera correntes</p><p>parasitas dentro do material, dificultando o fluxo</p><p>magnético e gerando assim, uma perda. A figura 11,</p><p>ilustra tal fato.</p><p>Solução do 5° exercício:</p><p>Perdas por histerese:</p><p>No alinhamento dos domínios microscópico das</p><p>moléculas que é forçado pela aplicação de uma</p><p>d.d.p. ou de um campo magnético, ocorre com</p><p>determinado atraso entre o campo elétrico e o</p><p>alinhamento das moléculas, formando o campo</p><p>magnético.</p><p>Neste exercício temos um transformador redutor de</p><p>tensão que possui 100 espiras no primário e 50 no</p><p>secundário mantendo uma relação de metade da</p><p>tensão do primário no secundário (100 ÷ 50 = 2).</p><p>Mas como estou ligando este transformador a uma</p><p>fonte de tensão contínua (100Vdc) e crendo que é</p><p>constante (sem variação), não teremos nenhuma</p><p>tensão no secundário, depois do mesmo ser ligado,</p><p>mantendo no secundário uma tensão de 0V.</p><p>Como o campo eletromagnético criado pelo</p><p>primário é variável (ora em um sentido, ora em</p><p>outro), teremos a cada mudança de sentido do fluxo</p><p>este atraso que representaria uma resistência a</p><p>passagem de fluxo magnético, gerando assim,</p><p>perdas.</p><p>Este tipo de perda recebe sua classificação devido</p><p>ao material, de que são formados os enrolamentos</p><p>de um transformador, serem de cobre. O fato está</p><p>relacionado a perdas pelo aquecimento do primário</p><p>Perdas pelo cobre:</p><p>CORRENTES</p><p>PARASITAS</p><p>CAMPO MAGNÉTICO</p><p>VARIÁVEL</p><p>figura 11</p><p>50 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>pelo efeito joule. Como sabemos, um material</p><p>condutor quando aquecido oferece uma resistência</p><p>maior a passagem de corrente. Quanto maior a</p><p>corrente do primário e consequentemente maior o</p><p>efeito joule, maior será a perda.</p><p>Apesar de ser irrisória, esta perda existe. Como</p><p>sabemos, o campo do transformador não se</p><p>restringe ao seu espaço físico, ou seja, a influência</p><p>desse campo em condutores próximos ao</p><p>transformador induz tensões e consequentemente,</p><p>consumo de energia, gerando assim, perdas por</p><p>estas fugas externas do campo eletromagnético</p><p>criado pelo transformador.</p><p>Na figura 16, temos um transformador cujas fases</p><p>do primário e do secundário também estão</p><p>marcadas com um ponto na parte de cima,</p><p>indicando que o secundário está em fase com o</p><p>primário. Mas, a carga do secundário está ligada de</p><p>modo invertido no secundário, invertendo assim o</p><p>A fase dos transformadores nos circuitos, pode ser</p><p>representada simbolicamente por pontos (.) ou</p><p>pequenas “bolas pretas”. Na figura 14a, temos um</p><p>ponto sobre o primário e outro no secundário,</p><p>indicando que estes tem a mesma fase, ou seja, o</p><p>pino 1 está em fase com o pino 3. Na figura 14b,</p><p>segundo os pontos, o pino 1 esta com a mesma fase</p><p>do pino 4. Nas figuras abaixo, temos mais exemplos</p><p>de transformadores e suas fases.</p><p>Na figura 12, temos a figura de um transformador.</p><p>No primário, temos uma onda senoidal cujo fase se</p><p>encontra a 0º do secundário, ou seja, o secundário e</p><p>primário tem a mesma fase. Em alguns circuitos a</p><p>fase não é muito importante, mas para outros é</p><p>fundamental.</p><p>Perdas por induções externas:</p><p>Na figura 15, temos um transformador cuja fase do</p><p>primário está marcada com um ponto na parte de</p><p>cima; no secundário, a fase também está marcada</p><p>com um ponto, que também está na parte de cima.</p><p>Quando temos um potencial positivo na parte de</p><p>cima do primário, corresponde também um</p><p>potencial positivo no secundário, indicando que o</p><p>enrolamento do secundário está em fase com o</p><p>primário, isto pode ser observado pela forma de</p><p>onda sobre o primário e sobre o secundário.A figura 13, mostra o secundário com fase invertida</p><p>em relação ao primário (defasamento de 180º),</p><p>sendo que para isto bastou tomar o pino 3 do</p><p>transformador como referência terra.</p><p>Fase de um transformador</p><p>Entrada</p><p>1 3</p><p>A</p><p>2 4</p><p>Saída</p><p>A</p><p>CARGA</p><p>Entrada</p><p>1 3</p><p>CARGA</p><p>A</p><p>2 44</p><p>Saída</p><p>B</p><p>1 1</p><p>2 2</p><p>3 3</p><p>4 4</p><p>Entrada Saída</p><p>CARGA</p><p>Entrada Saída</p><p>figura 12</p><p>figura 13</p><p>figura 14a figura 14b</p><p>figura 15</p><p>figura 16</p><p>51ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Nas figuras 21 e 22, podemos ter uma comparação</p><p>entre os tipos convencional de transformador e o</p><p>auto-transformador:</p><p>sentido da circulação da corrente no secundário;</p><p>por isso, a tensão na carga estará defasada em</p><p>180° em relação a tensão do primário como</p><p>mostram as formas de onda sobre o transformador.</p><p>Na figura 17, temos também um transformador</p><p>cujas fases dos enrolamentos está marcada com</p><p>um ponto preto, mas, neste caso, o primário tem o</p><p>ponto na parte superior e o secundário tem o ponto</p><p>na parte inferior do enrolamento indicando que a</p><p>fase do secundário está invertida (180°) em relação</p><p>a fase do primário, com isso quando for positivo o</p><p>potencial da parte de cima do enrolamento do</p><p>primário o secundário terá um potencial negativo na</p><p>parte de cima do enrolamento, como pode ser</p><p>observado pela forma de onda sobre os</p><p>enrolamentos.</p><p>Auto-transformador</p><p>Na figura 22, temos 6000 voltas no primário e 1000</p><p>voltas no secundário. A relação é de 6 para 1. Como</p><p>no primário temos 120V e 1A, no secundário</p><p>teremos 20V e 6A (não considerando perdas).</p><p>Agora, na figura 21 temos o auto-transformador</p><p>com as mesmas características, ou seja, o primário</p><p>tem 6000 espiras e o secundário é uma subdivisão</p><p>de 1000 espiras, gerando uma tensão no</p><p>secundário de 20V com corrente de 6A para a carga.</p><p>Em alguns casos, há a necessidade de se obter</p><p>duas fases em 180º (uma em relação a outra) no</p><p>secundário (figura 18). Para isso, usa-se um</p><p>terceiro fio, dividindo o enrolamento secundário.</p><p>Esse ponto será a referência terra, enquanto nos</p><p>outros temos as duas fases opostas.</p><p>Na figura 20, temos um auto-transformador</p><p>elevador de tensão, pois no menor enrolamento</p><p>temos o primário recebendo a uma AC (corrente</p><p>alternada) e o secundário será todo o enrolamento.</p><p>O resultado será uma tensão maior no secundário,</p><p>mas com uma corrente menor; igual aos</p><p>transformadores convencionais.</p><p>Este tipo de transformador que pode ser visto na</p><p>figura 19. Trata-se</p><p>de um enrolamento único</p><p>dividido em duas (ou mais) partes. O enrolamento</p><p>primário será toda a bobina e o enrolamento</p><p>secundário, será a parte usada desta bobina para</p><p>alimentar a carga. Neste caso, usamos o</p><p>transformador como redutor de tensão; a relação de</p><p>potência, tensão e corrente é idêntica a dos</p><p>transformadores convencionais.</p><p>Entrada</p><p>CARGA</p><p>Saída</p><p>Entrada Saída</p><p>Saída</p><p>A</p><p>1 3</p><p>2 5</p><p>4</p><p>B</p><p>Enrolamento</p><p>Primário</p><p>1</p><p>3A</p><p>2</p><p>Enrolamento</p><p>Secundário</p><p>Carga</p><p>Enrolamento</p><p>secundário</p><p>1</p><p>3B</p><p>2</p><p>Enrolamento</p><p>Secundário</p><p>Carga</p><p>6.000</p><p>VOLTAS</p><p>I</p><p>1.000</p><p>VOLTAS</p><p>1A</p><p>5A</p><p>1A 6A</p><p>1</p><p>3</p><p>2</p><p>Carga</p><p>B</p><p>120V</p><p>20V</p><p>V</p><p>figura 17</p><p>figura 18</p><p>figura 19</p><p>figura 20</p><p>figura 21</p><p>52 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Ligações de transformadores na rede</p><p>elétrica</p><p>Na figura 23b, temos o mesmo transformador da</p><p>figura 23a, só que agora vamos ligar numa rede</p><p>elétrica de 220Vac. Para compatibilizar esta tensão</p><p>com o número de espiras do primário, devemos ligar</p><p>o enrolamento primário inteiro na tensão de</p><p>alimentação, pegando os 2 fios mais externos,</p><p>como mostra a figura 23b.</p><p>Na figura 24, temos um desenho que mostra a</p><p>ligação física dos componentes associados ao</p><p>transformador. Temos o transformador com os 3 fios</p><p>do primário, sendo 2 fios, indo a uma chave seletora</p><p>de voltagem (chave H-H) que irá comutar entre o fio</p><p>do meio do enrolamento com o fio mais externo que</p><p>corresponde ao enrolamento completo; o terceiro</p><p>fio do primário está ligado a uma chave “liga-</p><p>desliga” e depois indo diretamente a “tomada” que</p><p>será ligado a rede elétrica. O outro fio da “tomada”</p><p>está ligado ao fusível de proteção que está ligado ao</p><p>pino central da chave seletora.</p><p>Já na figura 25b, temos o mesmo transformador</p><p>mas ligado a rede de 220Vac; como cada</p><p>enrolamento deve receber 110Vac, devemos ligar</p><p>os 2 enrolamentos em série, mas com as fases</p><p>invertidas para poder receber a tensão de 220Vac.</p><p>Podemos notar que na carga circula uma corrente</p><p>de 6A, mas no enrolamento secundário temos</p><p>somente 5A. Isso é devido ao efeito de auto-</p><p>indução, do qual é a base de funcionamento deste</p><p>tipo de transformador. E devido esse efeito teremos</p><p>uma circulação de corrente no primário contrária a</p><p>do secundário, fazendo com que os 6A sobre o</p><p>enrolamento secundário seja subtraído de 1A do</p><p>primário, resultando em 5A. Em comparação com o</p><p>transformador da figura 22, o auto-transformador</p><p>tem vantagens e desvantagens. As vantagens são:</p><p>menor quantidade de fio, menor perda, pois como a</p><p>corrente no enrolamento secundário é menor,</p><p>havendo menores perdas. Devido a fabricação do</p><p>auto-transformador ser mais simples, este</p><p>se torna mais barato. A desvantagem, é que</p><p>este tipo de transformador não tem isolação</p><p>do secundário para com o primário.</p><p>Agora, vamos ver a configuração do transformador</p><p>com 4 fios no primário. Na figura 25a, temos um</p><p>transformador cujo o primário é dividido em 2</p><p>enrolamentos iguais e isolados entre si. Novamente</p><p>temos uma relação de espiras compatível com</p><p>110Vac para cada enrolamento; para ligar o</p><p>transformador na rede de 110Vac devemos ligar os</p><p>2 enrolamentos em paralelo, respeitando as fases</p><p>de cada um, como mostra esta figura.</p><p>Na figura 23a, temos um transformador cujo</p><p>primário é subdividido em duas partes iguais</p><p>(3 fios), sendo que o número de espiras de</p><p>cada metade é compatível com uma tensão de</p><p>110Vac , en tão se qu i se rmos l i ga r es te</p><p>transformador a uma rede de 110Vac, devemos ligar</p><p>apenas uma metade a rede elétrica, como mostra a</p><p>figura 23a.</p><p>Nas figuras abaixo temos os esquemas de</p><p>ligação básica dos transformadores com 3</p><p>fios no primário (110V / 220V):</p><p>6.000</p><p>VOLTAS</p><p>1.000</p><p>VOLTAS</p><p>6:1</p><p>1A</p><p>120V</p><p>A</p><p>CARGA</p><p>6A</p><p>20V</p><p>V</p><p>110Vac</p><p>On/Off</p><p>fusível</p><p>110Vac</p><p>110Vac</p><p>Primário Secundário</p><p>220Vac</p><p>On/Off</p><p>fusível</p><p>Primário Secundário</p><p>ON/OFF</p><p>ESQUEMA DE LIGAÇÃO DE TRANSFORMADOR COM 3 FIOS NO PRIMÁRIO</p><p>FUSÍVEL</p><p>220Vac Enrolamento primário110Vac</p><p>figura 22</p><p>figura 23a</p><p>figura 23b</p><p>figura 24</p><p>53ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Já na figura 26, temos a ligação física deste</p><p>transformador com seus componentes para ser</p><p>ligado a rede elétrica. O transformador agora, tem</p><p>seu primário (4 fios) ligados diretamente à chave</p><p>seletora (H-H de 6 polos), nos terminais central e</p><p>externo (só de um lado). O</p><p>plug terá um dos terminais</p><p>ligado a chave “On-Off” que</p><p>depois vai ser ligado junto com</p><p>um dos fios do transformador</p><p>ligado a parte externa da</p><p>chave se le tora, o out ro</p><p>terminal da “tomada” vai</p><p>passar pelo fusível e depois</p><p>ser ligado ao outro fio do</p><p>t r a n s f o r m a d o r d e</p><p>enrolamento diferente. Para</p><p>completar a ligação da chave</p><p>seletora, temos um “jumper”</p><p>pondo em “curto” os 2 últimos polos externos da</p><p>chave, de modo que na posição de 220V a chave</p><p>colocará em série os enrolamentos do primário e em</p><p>110V deixará os enrolamentos em paralelo.</p><p>fusível</p><p>110Vac</p><p>On/Off Primário Secundário</p><p>fusível</p><p>220Vac</p><p>On/Off Primário Secundário</p><p>ON/OFF</p><p>FUSÍVEL</p><p>220Vac Curto110Vac</p><p>ESQUEMA DE LIGAÇÃO DE TRANSFORMADOR COM</p><p>4 FIOS NO PRIMÁRIO; DOIS ENROLAMENTOS</p><p>EXERCÍCIOS RESOLVIDOS</p><p>1) Qual o número de espiras do primário de um</p><p>transformador elevador de tensão cuja tensão do</p><p>primário seja 12Vac e o secundário tenha 2000 espiras e</p><p>uma tensão de 110Vac?</p><p>3) Qual deve ser a potência de um transformador redutor</p><p>de tensão ligado a rede elétrica de 220Vac, e que deve</p><p>fornecer uma corrente no secundário de 2 A; sabendo</p><p>que ele possui 3000 espiras no primário e 110 espiras no</p><p>secundário?</p><p>4) Qual a corrente do secundário de um transformador</p><p>elevador de tensão ligado a uma tensão de 25Vac e que</p><p>está dissipando uma potência de 20 watts, sabendo que</p><p>ele possui 500 espiras no primário e 3000 espiras no</p><p>secundário, lembramos também que ele tem uma perda</p><p>média de 10% de potência?</p><p>5) Faça a interligação destes componentes para ligar o</p><p>transformador na rede elétrica com uma chave seletora</p><p>de 110V/220V, para um primário de 4 fios:</p><p>2) Qual deve ser a potência mínima do transformador</p><p>redutor de tensão, ligado a uma rede de tensão de</p><p>110Vac, e que deve alimentar uma fonte de 20Vac e gerar</p><p>uma corrente de 1,5 A?</p><p>Solução do 1° exercício:</p><p>Neste exercício temos um transformador elevador de</p><p>tensão de 12Vac para 110Vac, nos dando uma proporção</p><p>de 9,17 vezes (110 ÷ 12 = 9,17), temos 2000 espiras no</p><p>T</p><p>O</p><p>M</p><p>A</p><p>D</p><p>A</p><p>CHAVE</p><p>SELETORA</p><p>S</p><p>E</p><p>C</p><p>U</p><p>N</p><p>D</p><p>Á</p><p>R</p><p>IO</p><p>TRANSFORMADOR</p><p>F</p><p>U</p><p>S</p><p>ÍV</p><p>E</p><p>L</p><p>figura 25a</p><p>figura 25b</p><p>figura 26</p><p>54 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Solução do 2° exercício:</p><p>Solução do 4° exercício:</p><p>Neste exercício novamente se trata de potência, e neste</p><p>caso também só temos a corrente do secundário, mas</p><p>não temos a tensão do secundário, como sabemos a</p><p>tensão do primário e temos os n° de espiras do primário e</p><p>secundário podemos calcular a relação de espiras e a</p><p>partir da tensão do primário chegarmos a tensão do</p><p>secundário. Temos 3000 espiras no primário e 110 espiras</p><p>no secundário resultando numa proporção de 27,27</p><p>vezes (3000 ÷ 110 = 27,27), como a tensão do primário é</p><p>220Vac para manter a proporção teremos 8Vac no</p><p>secundário (220 ÷ 27,27 = 8). agora já podemos calcular a</p><p>potência do secundário P = V x I , então P = 8 x 2 = 16 W,</p><p>agora lembrando que 20% da potência do primário se</p><p>perde teremos 80% = 16 e 100% deverá ser igual a 20</p><p>(usando uma regra de 3 simples), então o transformador</p><p>terá uma potência de 20 W.</p><p>Neste exercício já sabemos a potência do transformador e</p><p>queremos a corrente do secundário, temos então que</p><p>saber em primeiro lugar a tensão do secundário que não</p><p>é</p><p>fornecida pelo exercício, mas pela relação das espiras</p><p>podemos calcular, temos 3000 espiras no secundário e</p><p>500 espiras no primário nos dando uma proporção de 6</p><p>vezes (3000 ÷ 500 = 6), como temos 25Vac e o</p><p>transformador é elevador de tensão teremos 150Vac no</p><p>secundário (25 x 6 = 150). Devemos agora transferir a</p><p>potência do primário para o secundário, como a taxa de</p><p>perda de potência foi fornecida com 10% e a potência do</p><p>primário é de 20W teremos 20 - 2 (10%) = 18W de</p><p>potência consumida no secundário como P = V x I ,então I</p><p>= P ÷ V = 18 ÷ 150 = 0,12 A ou 120 mA de corrente no</p><p>secundário.</p><p>Neste exercício estamos tratando de potência, que é a</p><p>energia fornecida (ou consumida) por segundo, em</p><p>circuitos elétricos a potência pode ser expressa pelo</p><p>produto da tensão pela corrente ( P = V x I ), então para</p><p>podermos calcular a potência devemos saber a corrente e</p><p>a tensão do primário do transformador. Como o exercício</p><p>nos fornece a corrente e a tensão do secundário vamos</p><p>primeiramente saber a potência consumida pelo</p><p>secundário, que será P = V x I = 20 x 1,5 = 30 W. Agora</p><p>podemos concluir que para fornecer 30 W para o</p><p>secundário o transformador deve gerar 30W é claro!, mas</p><p>não podemos esquecer que existe as perdas de energia</p><p>por correntes parasitas, histerese, etc.; que totalizam</p><p>normalmente 20% da energia fornecida pelo primário,</p><p>restando apenas 80% da energia do primário para ser</p><p>transferida para o secundário, portanto devemos</p><p>considerar que a potência mínima do transformador</p><p>deverá ser 38 watts (30 = 80% então 100% = 37,5).</p><p>Solução do 5° exercício:</p><p>secundário, mantendo a proporção devemos enrolar 218</p><p>espiras no primário (2000÷ 9,17 = 218).</p><p>Solução do 3° exercício:</p><p>http://wisetransformadores.com.br/?produtos</p><p>http://www.mspc.eng.br/elemag/transf0120.shtml</p><p>http://www.transformadoreslider.com.br/prodind.html</p><p>http://pt.wikipedia.org/wiki/Transformador</p><p>http://www.mspc.eng.br/elemag/transf0110.shtml</p><p>http://eletronicos.hsw.uol.com.br/questao291.htm</p><p>Pesquisas na internet sobre transformadores:</p><p>Transformadores de grande porte, utilizados em substações ou abaixadores de tensão para</p><p>as redes de cidades.</p><p>TOMADA</p><p>C</p><p>H</p><p>A</p><p>V</p><p>E</p><p>S</p><p>E</p><p>L</p><p>E</p><p>T</p><p>O</p><p>R</p><p>A</p><p>SECUNDÁRIO</p><p>T</p><p>R</p><p>A</p><p>N</p><p>S</p><p>F</p><p>O</p><p>R</p><p>M</p><p>A</p><p>D</p><p>O</p><p>R</p><p>FUSÍVEL</p><p>Atenção: após a leitura e/ou estudo detalhado desta aula, parta para a feitura dos</p><p>blocos de exercícios M2-13 à M2-16. Não prossiga para a aula seguinte sem ter</p><p>certeza que seu resultado nos blocos é acima de 85%. Lembre-se que o verdadeiro</p><p>aprendizado, com retenção das informações desta aula, somente será alcançado com</p><p>todos os exercícios muito bem feitos. Portanto, tenha paciência pois será no dia-a-dia</p><p>da feitura dos blocos alcançará um excelente nível em eletrônica.</p><p>55ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Em 1874, Braun descobriu o efeito semicondutor</p><p>em alguns sulfetos metálicos. Os primeiros</p><p>elementos estudados foram o sulfeto de chumbo e o</p><p>sulfeto de ferro. Em 1878 e 1879 David E. Hughes</p><p>iniciou pesquisas no</p><p>efeito semicondutor, a</p><p>p r i n c í p i o c o m o</p><p>curiosidade, pois foi</p><p>percebido ao acaso</p><p>pelo cientista.</p><p>DOPAGEM DE SEMICONDUTORES</p><p>Através de combinações</p><p>com outros materiais</p><p>p o d e m o s m u d a r a s</p><p>c a r a c t e r í s t i c a s d o</p><p>material semicondutor</p><p>(silício ou germânio).</p><p>E s s e p r o c e s s o é</p><p>chamado de dopagem e</p><p>acontece em uma parte</p><p>em 10 milhões, porém,</p><p>esta pequena parcela de</p><p>d o p a g e m é s u f i c i e n t e p a r a m u d a r</p><p>significativamente as características de um</p><p>semicondutor, que de mau condutor passa a bom</p><p>condutor, além de poder ter um estado iônico</p><p>positivo ou negativo chamado de cristal tipo N</p><p>(negativo) ou P (positivo).</p><p>Os materiais semicondutores, como o próprio nome</p><p>sugere são matérias cuja condutividade esta entre</p><p>os limiares dos condutores e dos isolantes.</p><p>Possuem 4 elétrons na camada de valência, sendo</p><p>semicondutores por esta razão.</p><p>O átomo necessita de 8 elétrons na camada de</p><p>valência para ser estável (gás nobre). Nessa</p><p>condição, um átomo não tem qualquer ligação com</p><p>outro átomo tanto de material igual como diferente</p><p>(ligações simples e compostas). Quanto mais</p><p>próximo de 8 elétrons na camada de valência</p><p>(última camada) um átomo pode ter, mais isolante</p><p>ele vai ser, ou seja, menor condutividade. Os</p><p>condutores tem em média 3 ou menos elétrons na</p><p>camada de valência e os isolantes tem em média 6</p><p>elétrons. Os semicondutores não tem nem 3</p><p>(condutores) e nem 6 (isolante) elétrons na camada</p><p>de valência, mas sim 4 elétrons, o que explica o fato</p><p>de serem semicondutores.</p><p>Embora Hughes não</p><p>conhecesse o trabalho</p><p>de James Clerk Maxwell, descobriu uma maneira de</p><p>emitir ondas eletromagnéticas a partir de</p><p>semicondutores. Em função de suas experiências</p><p>acabou por inventar o detector eletromagnético por</p><p>efeito semi-condutivo, o diodo.</p><p>Cristal do tipo N</p><p>SEMICONDUTORES</p><p>Dois tipos de semicondutores são largamente</p><p>usados na eletrônica, são eles: silício e germânio. O</p><p>germânio tem 32 elétrons na eletrosfera, sendo 4 na</p><p>camada de valência (figura 1a). Já o silício tem 14</p><p>elétrons na eletrosfera, sendo 4 na camada de</p><p>valência (figura 1b).</p><p>O nome cristal é derivado do desenho formado nas</p><p>l i g a ç õ e s c o v a l e n t e s e n t r e o s á t o m o s</p><p>semicondutores. Na ligação covalente, um elétron</p><p>de um átomo de germânio, por exemplo, combina</p><p>com outro elétron de outro átomo de germânio,</p><p>f o r m a n d o u m a</p><p>ligação covalente.</p><p>E s s e p a r d e</p><p>elétrons passa a</p><p>pertencer aos dois</p><p>átomos de germâ-</p><p>nio ao mesmo tem-</p><p>po; então um áto-</p><p>mo de germânio</p><p>combinará com</p><p>mais quatro áto-mos de germânio formando quatro</p><p>AULA</p><p>5</p><p>SEMICONDUTORES - DIODOS</p><p>Cristal do Tipo N e Cristal do tipo P</p><p>Diodo semicondutor</p><p>Circuitos elétricos com diodo</p><p>Circuitos com diodos e resistores</p><p>Exercícios propostos</p><p>K</p><p>K = 2, L = 8, M = 18, N = 4 K = 2, L = 8, M = 4</p><p>KL LM MN</p><p>GERMÂNIO SILÍCIO</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>figura 1a figura 1b</p><p>figura 2</p><p>56 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Os íons negativos do material tipo N próximos a</p><p>junção irão ficar neutros devido a perda do elétron</p><p>excedente. Por sua vez, o elétron deslocado irá</p><p>neutralizar as lacunas próximas da junção do</p><p>material tipo P. Com isso, o restante dos elétrons</p><p>livres e lacunas mais distantes da junção ficam</p><p>isolados por esta barreira criada devido a</p><p>neutralizar dos átomos próximos a junção, não</p><p>havendo, portanto, fluxo corrente, o que aconteceu</p><p>somente no momento da junção.</p><p>APLICAÇÃO DE DDP (DIFERENÇA DE</p><p>POTENCIAL) NO DIODO</p><p>O cristal do tipo P (positivo) é obtido da mesma</p><p>maneira que o tipo N e pode ser visto na figura 4. A</p><p>diferença é que ao invés de colocar um material</p><p>pentavalente, colocaremos um material trivalente,</p><p>resultando em uma lacuna na ligação covalente</p><p>devido a falta de 1 elétron para formar a</p><p>estabilidade, onde um elétron livre é facilmente</p><p>atraído por esta ligação. Um símbolo negativo vai</p><p>ser atribuído ao átomo trivalente que neste caso é o</p><p>alumínio, pois a vinda de 1 elétron, criou uma</p><p>ionização negativa neste átomo.</p><p>Na figura 3, temos átomos de silício combinado com</p><p>um átomo de fósforo. O fósforo é um átomo</p><p>pentavalente (possuí 5 elétrons na camada de</p><p>valência) e combinará com o silício que é</p><p>tetravalente (4 elétrons na camada de valência).</p><p>Dessa combinação teremos um elétron do fósforo</p><p>que ficará fracamente ligado ao núcleo, pois os 4</p><p>elétrons de silício precisam de 4 elétrons do fósforo</p><p>para atingir a estabilidade, e como o fósforo tem 5</p><p>elétrons, 1 estará fracamente ligado ao núcleo e</p><p>neste estado, qualquer energia externa pode extrair</p><p>este elétron. Ficou criado então um cristal do tipo N.</p><p>O átomo</p><p>de fósforo nesta condição é chamado de</p><p>átomo doador, pois pode doar elétrons. Um símbolo</p><p>positivo será atribuído a este átomo, pois o mesmo</p><p>perdeu um elétron, ficando ionizado positivamente.</p><p>Cristal do tipo P</p><p>ligações covalentes (figura 2) totalizando 8 elétrons</p><p>para cada átomo, atingindo assim a estabilidade. O</p><p>arranjo espacial dos átomos forma uma estrutura</p><p>cristalina tridimensional.</p><p>DIODO</p><p>A figura 5, mostra a união do cristal tipo N com o tipo</p><p>P, dando origem ao componente chamado diodo.</p><p>No momento da união haverá um fluxo dos elétrons</p><p>livres do material tipo N próximos a junção para as</p><p>lacunas próximas a junção do material tipo P.</p><p>A aplicação de uma d.d.p. nos</p><p>terminais do diodo pode</p><p>alargar ou estreitar a barreira</p><p>c r iada pe la junção dos</p><p>cristais, dependendo da</p><p>p o l a r i d a d e d a t e n s ã o</p><p>aplicada (veja na figura 6, a</p><p>largura da barreira sem</p><p>potencial aplicado).</p><p>Polarização reversa</p><p>Chamamos de polarização reversa (figura 7), a</p><p>aplicação de uma tensão</p><p>positiva no material tipo N</p><p>e negativa no material tipo</p><p>P. Os efeitos disto será um</p><p>aumento na barre i ra ,</p><p>chamada também de</p><p>camada de carga espacial</p><p>( cce ) . I sso acon tece</p><p>porque o potencial positivo</p><p>aplicado ao material tipo N</p><p>atrai os elétrons livres, enquanto o potencial</p><p>negativo neutraliza as lacunas do material tipo P. O</p><p>nível em que isto ocorre depende da tensão</p><p>aplicada e quanto maior a tensão, maior será a</p><p>Átomo de fósforo</p><p>(impureza pentavalente)</p><p>Elétron excedente das ligações</p><p>de valência.</p><p>Silício ou Germânio</p><p>Si</p><p>Si</p><p>Si</p><p>Si</p><p>P</p><p>Átomo de Alumínio</p><p>(impureza trivalente)</p><p>Lacuna, falta do elétron para</p><p>formar a ligação de valência</p><p>Silício ou Germânio</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Ge</p><p>Al</p><p>Íon positivo da impureza pentavalente</p><p>íon negativo da impureza trivalente</p><p>Lacuna</p><p>Elétron</p><p>Camada de carga Espacial</p><p>Campo elétrico originado pelos Íons ligados à rede</p><p>cristalina</p><p>CCE</p><p>E</p><p>P</p><p>Lacuna</p><p>Majoritária</p><p>Lacuna</p><p>Minoritária</p><p>Elétron</p><p>Majoritário</p><p>Elétron</p><p>Minoritário</p><p>N</p><p>E</p><p>C.C.E</p><p>Junção</p><p>Junção</p><p>C.C.E</p><p>P N</p><p>C.C.E</p><p>P N</p><p>figura 3</p><p>figura 4</p><p>figura 5</p><p>figura 6</p><p>figura 7</p><p>57ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Na figura 10a, temos o símbolo do diodo. O terminal</p><p>próximo ao traço vertical é chamado de catodo (N) e</p><p>o outro terminal de anodo (P). O símbolo do diodo</p><p>sugere o sentido de corrente que deverá ser</p><p>estabelecido para a polarização direta do diodo.</p><p>Veja na figura 10b, o esquema simbólico do diodo</p><p>sendo ligado com polarização direta. A polarização</p><p>reversa é conseguida invertendo o diodo da mesma</p><p>figura.</p><p>Na figura 11, temos um gráfico da polarização direta</p><p>do diodo. A linha mais grossa faz uma relação de</p><p>tensão aplicada e corrente, sendo a coordenada</p><p>horizontal a representação de tensão, enquanto a</p><p>vertical representa a corrente no diodo. Do</p><p>cruzamento das coordenadas a direita (polarização</p><p>direta), vemos que até um certo deslocamento</p><p>horizontal (tensão aplicada) da linha mais grossa,</p><p>praticamente não há deslocamento vertical</p><p>(corrente circulante). A partir de um determinado</p><p>potencial (média de 0,6V), teremos a subida vertical</p><p>da linha, representando o aumento de corrente</p><p>(polarização do diodo). Do cruzamento das</p><p>coordenadas a esquerda temos a linha se</p><p>deslocando horizontalmente sem subir (não há</p><p>corrente), mas ao chegar em determinado nível de</p><p>tensão reversa, haverá a quebra das ligações</p><p>covalentes nos material tipo P e N, resultando em</p><p>uma circulação de corrente (subida da linha). O</p><p>nível de tensão reversa suficiente para promover tal</p><p>processo depende de características específicas</p><p>de cada diodos e normalmente é uma tensão muito</p><p>mais alta do que a da polarização direta.</p><p>Normalmente essa tensão máxima reversa, deverá</p><p>ser maior do que a maior tensão aplicado ao diodo</p><p>em determinado circuito.</p><p>Obs: caso o diodo seja submetido a tensões</p><p>barreira criada e vice versa.</p><p>É importante observar que neste caso, com um</p><p>aumento na barreira, não houve circulação de</p><p>corrente do polo positivo ao negativo da bateria; o</p><p>diodo comportou-se como uma chave aberta.</p><p>Polarização direta</p><p>Significa aplicar uma tensão positiva no material</p><p>tipo P e negativa no material tipo N, resultando num</p><p>estreitamento da barreira. O</p><p>efeito disto é que o potencial</p><p>negativo irá repelir os elétrons</p><p>l iv res do mater ia l t ipo N,</p><p>empurrando-os para a junção,</p><p>enquanto o potencial positivo faz</p><p>o mesmo com as lacunas do</p><p>material P.</p><p>Na figura 8, temos o diodo sem polarização, onde</p><p>podemos observar a largura da barreira. Na figura</p><p>9, temos o efeito da polarização direta no diodo,</p><p>onde vemos a diminuição da largura da barreira. A</p><p>partir de um determinado potencial (situado em</p><p>torno de 0,6V para os diodos de silício e 0,2V para</p><p>os de germânio), teremos o deslocamento dos</p><p>elétrons (fluxo) do material</p><p>tipo N para as lacunas do</p><p>material tipo P, devido ao</p><p>estreitamento da barreira.</p><p>Esse fluxo ou corrente não</p><p>cessam, pois a d.d.p.</p><p>aplicada se encarrega de</p><p>manter a barreira diminuta.</p><p>É importante observar que</p><p>nesta configuração houve um fluxo de elétrons do</p><p>polo negativo ao positivo da bateria; o diodo se</p><p>comportou como uma chave fechada, e sobre ela</p><p>criou-se apenas uma diferença de potencial de 0,6V</p><p>(barreira direta do diodo).</p><p>Obs: A tensão de 0,6V na polarização direta, é</p><p>necessária para a polarização do diodo e manter-</p><p>se-a independente da corrente circulante, pois o</p><p>aumento da tensão aplicada significará pequeno</p><p>aumento da tensão sobre o diodo. Na verdade,</p><p>deve existir alguma carga ou resistor em série com</p><p>o diodo para que se possa limitar a corrente</p><p>circulante por este diodo, visto que afirmamos que é</p><p>uma chave fechada. Para que a barreira do diodo</p><p>possa ser vencida e possa circular corrente na</p><p>polarização direta, necessitaremos de pouco mais</p><p>de 0,5V. Caso o fluxo de corrente aumente pelo</p><p>diodo, haverá uma maior tensão sobre a barreira</p><p>que poderá chegar a 0,65V ou até 0,75V (não</p><p>poderá ultrapassar 0,8V). Uma das características</p><p>dos diodos é sua corrente direta, ou seja, a corrente</p><p>máxima que suportará em polarização, tendo o</p><p>resistor (ou a carga), função importante nesta</p><p>limitação da corrente.</p><p>C.C.E</p><p>P Ni</p><p>i</p><p>Eint</p><p>Eext</p><p>Junção</p><p>C.C.E</p><p>P N</p><p>P</p><p>A K</p><p>SENTIDO DE CONDUÇÃO DO DIODO</p><p>I</p><p>A = ANODO</p><p>K = CATODO</p><p>N</p><p>Tensão de Ruptura (Break Down)</p><p>Vd = tensão direta</p><p>Id = corrente direta</p><p>Vr = tensão reversa</p><p>Ir = corrente reversa</p><p>Id</p><p>VdVr</p><p>Ir</p><p>figura 8</p><p>figura 9</p><p>figura 10a figura 10b</p><p>figura 11</p><p>58 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>As figuras 14 (diodo de silício) e 15 (diodo de</p><p>germânio), ilustram o comportamento do diodo</p><p>polarizado (em polarização direta – chave fechada).</p><p>Na figura 13b, o diodo está reversamente</p><p>polarizado, e sendo assim, não há corrente</p><p>circulante pela malha, comportando-se como chave</p><p>aberta. Esta característica acontecerá com todos os</p><p>diodos reversamente polarizados (desde que a</p><p>tensão reversa não ultrapasse a tensão de ruptura).</p><p>CIRCUITOS ELÉTRICOS COM DIODOS</p><p>Vamos começar a análise por circuitos elétricos</p><p>apenas com diodos e resistores, trabalhando com</p><p>tensões contínuas. Inicialmente analisaremos um</p><p>circuito série com 1 diodo e 1 resistor.</p><p>Na figura 13a, temos um resistor ligado serialmente</p><p>com um diodo. Sobre os dois componentes temos</p><p>aplicada uma d.d.p de 20Vdc. O anodo do diodo</p><p>está voltado para o resistor e este último ligado ao</p><p>potencial positivo, ou seja, o diodo recebe uma</p><p>polarização direta, pois o catodo do diodo está</p><p>preso no terra (0V) e com isso, teremos uma tensão</p><p>de 0,6V no seu anodo, resultante da soma de 0V + a</p><p>queda do diodo 0,6V = 0,6V. Podemos ver que está</p><p>circulando uma corrente I pelo circuito, já que existe</p><p>uma queda de tensão de 19,4V sobre o resistor</p><p>(20V - 0,6V).</p><p>Já a figura 16, ilustra o comportamento do diodo</p><p>com uma tensão reversa.</p><p>DIMENSIONAMENTO DE CIRCUITOS COM</p><p>DIODO E RESISTORES</p><p>Os métodos empregados para a associação de</p><p>A seguir, daremos vários exemplos de circuitos com</p><p>resistores e diodos para mostrarmos os métodos de</p><p>dimensionamento das tensões em circuitos série e</p><p>também paralelo.</p><p>reversas maiores que ele pode suportar, poderá</p><p>ocorrer o aquecimento do mesmo, provocado pela</p><p>tensão reversa aplicada e corrente circulante, e</p><p>com este aquecimento da junção PN, leva-o a um</p><p>curto total ou rompimento da junção.</p><p>Características físicas dos diodos</p><p>Na figura 12, temos vários tipos de diodos</p><p>encontrados no comércio de componentes</p><p>eletrônicos. Sendo diodos de pequenas correntes</p><p>diretas ou de grandes correntes. Temos ainda</p><p>diodos que devem trabalhar com grande tensões</p><p>reversas e pequenas correntes diretas. Ainda</p><p>teremos diodos que deverão responder às</p><p>variações de tensão de forma mais rápida ou lenta.</p><p>A (anodo) K (catodo)</p><p>SKE 1/ 04</p><p>DIODO DE POTÊNCIA</p><p>A (anodo)</p><p>K (catodo)</p><p>A (anodo) K (catodo)</p><p>A (anodo)K (catodo)</p><p>A (anodo) K (catodo)A (anodo) K (catodo)</p><p>A (anodo)</p><p>K (catodo)</p><p>I é importante</p><p>diodo saturado</p><p>0,6V</p><p>20V</p><p>V é importante</p><p>diodo cortado20V</p><p>20V</p><p>0,6V ou</p><p>0,7V</p><p>0,6V</p><p>ou</p><p>0,7V</p><p>A</p><p>K</p><p>DIODO DE</p><p>SILÍCIO</p><p>O diodo estará saturado quando sua</p><p>seta apontar para uma tensão mais</p><p>negativa em relação a tensão do anodo</p><p>Polarização direta</p><p>12V</p><p>0,2V ou</p><p>0,3V</p><p>0,2V</p><p>ou</p><p>0,3V</p><p>A</p><p>K</p><p>DIODO DE</p><p>GERMÂNIO</p><p>Polarização direta</p><p>12V</p><p>12V</p><p>12V</p><p>A</p><p>K</p><p>DIODO DE</p><p>SILÍCIO</p><p>Polarização reversa</p><p>+12V</p><p>O diodo estará cortado quando sua</p><p>seta apontar para uma tensão mais</p><p>positiva em relação a tensão do anodo</p><p>figura 12</p><p>figura 13a figura 13b</p><p>figura 14</p><p>figura 15</p><p>figura 16</p><p>59ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Na figura 18a, o diodo D1 está em paralelo com o</p><p>resistor R2 e ambos em série com R1. A tensão</p><p>necessária para a polarização do diodo D1 é de</p><p>0,6V. Caso R2 tenha um valor muito baixo de</p><p>resistência, poderemos ter uma tensão sobre R2 e</p><p>também sobre o diodo menor que 0,6V, não</p><p>permitindo assim, que o diodo seja polarizado. Para</p><p>saber se o resistor R2 permite ou não a polarização</p><p>de D1, faremos o cálculo da tensão considerando o</p><p>diodo D1 fora do circuito (figura 18b). Caso a queda</p><p>de tensão sobre R2 seja maior que 0,6V, o diodo</p><p>será polarizado, caso contrário, não circulará</p><p>corrente por ele.</p><p>Podemos afirmar também, que se existe uma</p><p>queda de tensão de 0,6V sobre R2/D1 e uma queda</p><p>de tensão de 9,4V sobre R1, podemos dizer que a</p><p>resistência de R1 é praticamente 15 vezes maior do</p><p>que a resistência equivalente entre R2/D1 (veja as</p><p>proporções de quedas de tensões), valendo para o</p><p>circuito paralelo (R2/D1) um valor aproximado de</p><p>700 ohms. Isto significa dizer que para gerar esta</p><p>resistência equivalente, o valor da resistência do</p><p>diodo para a malha é menor que 1000 ohms.</p><p>Na figura 17, temos o diodo D1 polarizado</p><p>diretamente entre dois resistores. A polarização do</p><p>diodo resultará em uma queda de tensão fixa de</p><p>0,6V sobre ele. O restante da fonte será dividido</p><p>entre os resistores R1 e R2, ou seja, 10V - 0,6V</p><p>(queda do diodo) = 9,4 ÷ 2 (total de unidades dos</p><p>resistores) = 4,7V (queda de tensão em cada</p><p>resistor). Consequentemente, no ponto A temos</p><p>5,3V e 4,7V no ponto B. Para calcular estas</p><p>tensões, subtraímos do valor da fonte (10V) a</p><p>queda do diodo que será fixa em 0,6V. O resultado</p><p>será dividido pelo total de unidades dos resistores,</p><p>resultando na queda de tensão sobre cada resistor.</p><p>resistores série e/ou série-paralelo, são os mesmos</p><p>estudados na apostila módulo 1, com a diferença</p><p>que os diodos se comportarão como uma chave</p><p>fechada (com uma queda de 0,6 V entre seus</p><p>terminais) quando diretamente polarizados e uma</p><p>chave aberta, quando reversamente polarizados.</p><p>Exemplo 01: diodo em série</p><p>A queda de tensão no resistor R2, considerando</p><p>seu valor com 10k, e D1 fora do circuito, será de 5V,</p><p>ou seja, o diodo D1 será polarizado, comportando-</p><p>se como uma chave fechada com queda de 0,6V.</p><p>Assim, fixa-se a tensão sobre R2 em 0,6V, que será</p><p>a mesma do ponto A, como mostra a figura 18c.</p><p>Com isso, uma parte da corrente circulante total do</p><p>circuito que passa por R1, passará por R2 e o</p><p>restante será desviado pelo diodo D1.</p><p>Exemplo 02: diodo em paralelo</p><p>Exemplo 03: diodo em paralelo</p><p>Exemplo 04: diodo em série/paralelo</p><p>Calcularemos a tensão no ponto A igual a forma</p><p>calculada anteriormente, ou seja, retirando o diodo.</p><p>Calculando a queda no resistor R2, resultará em</p><p>0,01V (figura 19b). Com esta queda o diodo D1 não</p><p>será polarizado, e no ponto A teremos 0,01V (figura</p><p>19c).</p><p>No circuito da figura 20a o diodo D1 está em série</p><p>com o resistor R3 e ambos em paralelo com R2. A</p><p>condução do diodo D1 depende do valor do resistor</p><p>Na figura 19a, temos um exemplo semelhante ao</p><p>anterior, só que neste caso o resistor R2 é de 10W.</p><p>5V</p><p>A</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>D1</p><p>Tensão mais que</p><p>suficiente para saturar D1</p><p>+10V</p><p>0,6V</p><p>Tensão será grampeada</p><p>com 0,6V acima do catodo</p><p>A</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>D1</p><p>+10V?R1</p><p>10kW</p><p>A</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>D1</p><p>+10V</p><p>5,3V</p><p>A</p><p>B</p><p>4,7V</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>D1</p><p>5V0,6V</p><p>?</p><p>A</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10W</p><p>D1</p><p>Tensão insuficiente</p><p>para saturar D1</p><p>+10V</p><p>0,01V</p><p>A</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10W</p><p>D1</p><p>+10V</p><p>0,01V</p><p>Tensão será de 0,01V</p><p>A</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10W</p><p>D1</p><p>+10V</p><p>figura 18a figura 18b figura 18c</p><p>figura 17</p><p>figura 19a figura 19b figura 19c</p><p>60 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Obs: este tipo de cálculo em que desprezamos o</p><p>diodo e fazemos R2 paralelo com R3 (figura 20d) só</p><p>pode ser feito caso R2 seja igual a R3. Caso isso não</p><p>seja verdade, esse cálculo será uma aproximação</p><p>da realidade, introduzindo erro nas tensões</p><p>calculadas.</p><p>O resultado pode ser visto na figura 20e, onde o</p><p>tracejado indica a tensão de 5V e entre os pontos A e</p><p>B temos a queda de 0,6V sendo distribuída com</p><p>+0,3V para o anodo e -0,3V para o cátodo.</p><p>O exemplo visto na figura 21, trata-se do mesmo</p><p>circuito do exemplo anterior, com a diferença de que</p><p>neste caso, a malha série/paralela está ligada ao</p><p>positivo da fonte. O procedimento para calcular as</p><p>tensões é igual ao anterior, pois, como já tínhamos</p><p>calculado desligando D1 do circuito, teríamos 6,6V</p><p>sobre R1 que seria suficiente para polarizar D1</p><p>então fazendo R2 paralelo com R1 (considerando</p><p>D1 uma chave fechada) ficaremos com 1k de</p><p>R e q u i v a l e n t e e d e p o i s d i m e n s i o n a n d o</p><p>Requivalente com R3 teremos 5V de tensão sobre</p><p>R1. Após, colocando a queda de 0,6V sobre D1 e</p><p>dividindo 0,3V para o anodo e 0,3V para o catodo,</p><p>chegaremos a 4,7V para o ponto B e 5,3V para o</p><p>ponto B, como ilustra a figura 21.</p><p>Como se pode notar a queda sobre R2 é de 6,6V,</p><p>fazendo a proporção R1 receber 1x e R2, 2x,</p><p>totalizando 3x, dividindo a tensão da fonte (10V) por</p><p>3 teremos 3,3V por 1x, como R2 vale 2x teremos</p><p>6,6V de tensão sobre R2. Com isso, D1 será</p><p>polarizado (figura 20c) gerando a ligação paralela</p><p>entre R2 e D1 + R3. Como o diodo com polarização</p><p>direta se comporta praticamente como uma chave</p><p>fechada, iremos calcular a resistência equivalente</p><p>do circuito paralelo entre R2 e R3, ignorando D1</p><p>(chave fechada). O resultado foi de 1k de resistência</p><p>equivalente; calculando a tensão no ponto A com</p><p>este valor, teremos uma tensão de 5V (figura 20d).</p><p>Em série com o resistor R3, temos D1 que</p><p>apresentará uma queda de 0,6V.</p><p>R2 como visto no exemplo anterior. Para saber se</p><p>D1 irá conduzir, iremos separar D1 e R3 do circuito e</p><p>calcular a queda em R2 (figura 20b).</p><p>Devemos novamente lembrar que este método de</p><p>cálculo para malhas paralelas com diodos, é</p><p>aproximado e só é exato para 2 resistores</p><p>“paralelos” iguais (R1 e R2).</p><p>A figura 22a, reforça os procedimentos vistos</p><p>até</p><p>aqui. A queda em R3 sem o diodo D1 é maior que</p><p>0,6V, ou seja, D1 será polarizado. Sua polarização</p><p>reduz o potencial de 20V para 19,4V no ponto A,</p><p>onde esta tensão é aplicada em duas malhas série,</p><p>que terão tensões independentes uma da outra,</p><p>Exemplo 05: diodo série/paralelo</p><p>Exemplo 06: diodos série/paralelo</p><p>?</p><p>A</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>+10V</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>6,6V</p><p>A</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>Tensão mais que</p><p>suficiente para saturar D1</p><p>+10V</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1 0,6V</p><p>+10V</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>+10V</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>A</p><p>B</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1 5V</p><p>+10V</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>5,3V</p><p>4,7V</p><p>+10V</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>R1</p><p>2kW</p><p>D1 5V</p><p>A</p><p>B</p><p>R2</p><p>2kW 5,3V</p><p>4,7V</p><p>figura 20a figura 20b figura 20c</p><p>figura 20d figura 20e</p><p>figura 21</p><p>61ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>O resultado foi 8V no ponto A e 4V no ponto B, ou</p><p>seja, D1 está polarizado, ligando as malhas série,</p><p>como pode ser visto na figura 24c.</p><p>como podemos ver na figura 22b, sendo essas duas</p><p>malhas isoladas. Como a tensão do ponto A está</p><p>presa em 19,4V pelo diodo D1, podemos analisar</p><p>as 2 malhas série independentes do restante do</p><p>circuito, tomando o ponto A como uma fonte de</p><p>19,4V. Para calcular os pontos B e D retiramos 0,6V</p><p>da tensão de 19,4V e dividimos o resultado (18,8V)</p><p>pelas unidades entre R1 e R2, resultando em 9,4V</p><p>de queda de tensão para cada resistor; no ponto D</p><p>teremos então 9,4V e no ponto B, 10V .</p><p>No ponto C, o diodo D3 reduz a tensão de 19,4V</p><p>para 18,8V com sua polarização, enquanto que a</p><p>polarização de D4 vai gerar uma tensão de 0,6V no</p><p>ponto E.</p><p>Na figura 23 temos o circuito completo com todas as</p><p>tensões marcadas.</p><p>Exemplo 07: diodo entre duas malhas série</p><p>A figura 24a, ilustra duas malhas série que podem</p><p>estar em paralelo (caso D1 esteja polarizado) ou</p><p>independentes (caso de D1 esteja cortado). A</p><p>polarização para D1 depende de uma tensão maior</p><p>no anodo em relação ao catodo em 0,6V. Antes de</p><p>calcularmos as tensões deveremos saber se D1 irá</p><p>ou não polarizar diretamente, e para isso, basta</p><p>calcular as tensões nas duas malhas com o diodo</p><p>fora do circuito (figura 24b).</p><p>Na figura 24d, temos o resultado das 2 malhas</p><p>paralelas; onde R1 é paralelo à R3 formando um</p><p>resistor equivalente; então R1 vale 1x e R3 vale 2x</p><p>totalizando 3x, fazendo a divisão de R3 (maior</p><p>resistor) por 3x, chegaremos ao valor de 0,66k para</p><p>o resistor equivalente. Agora R2 é paralelo a R4</p><p>formando um resistor equivalente também de</p><p>0,66k, já que seus valores são iguais a R1 e R3.</p><p>A princípio, iremos calcular as tensões como se D1</p><p>fosse um curto. O resultado pode ser visto a seguir.</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>D1</p><p>D3</p><p>D4</p><p>D2</p><p>A</p><p>B C</p><p>ED</p><p>19,4V</p><p>0,6V</p><p>+20V</p><p>R3</p><p>4kW</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>D3</p><p>D4</p><p>D2</p><p>AA</p><p>B C</p><p>ED</p><p>+19,4V +19,4V</p><p>18,8V</p><p>0,6V</p><p>10V</p><p>9,4V</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>D1</p><p>D3</p><p>D4</p><p>D2</p><p>A</p><p>B C</p><p>ED</p><p>19,4V</p><p>18,8V</p><p>0,6V</p><p>10V</p><p>9,4V</p><p>+20V</p><p>R3</p><p>4kW</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>A</p><p>B</p><p>?</p><p>?</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>4V</p><p>8V</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>A tensão é suficiente p/ polarizar o diodo</p><p>então...</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>figura 22a</p><p>figura 22b</p><p>figura 23</p><p>figura 24a</p><p>figura 24b</p><p>figura 24c</p><p>62 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Na figura 24e, temos a atuação do diodo, onde em</p><p>seu “centro” teremos a tensão calculada de 6V,</p><p>então dividindo essa tensão teremos a tensão de</p><p>anodo será 6V + 0,3V = 6,3V, enquanto que no</p><p>cátodo a tensão será obtida por 6V - 0,3V = 5,7V.</p><p>Como os 2 resistores equivalentes são iguais, a</p><p>tensão no centro será de 6V, dividindo a tensão de</p><p>12V da fonte por 2x. Essa tensão será a tensão no</p><p>centro do diodo D1.</p><p>Este método de cálculo que envolve malhas</p><p>paralelas com diodo, como já foi dito anteriormente,</p><p>é um método aproximado e como os resistores</p><p>“paralelos” não são iguais (R1 e R3; R2 e R4), as</p><p>tensões aqui calculadas apresentam um pequeno</p><p>erro se comparada com as tensões reais de um</p><p>circuito igual a este. Para o aluno saber quando</p><p>pode ser aplicado este método ele deve verificar a</p><p>diferença entre o menor resistor e o maior resistor</p><p>do circuito. Erros menores que 10% (que é</p><p>aceitável) o maior resistor não deverá ser 4x maior</p><p>que o menor resistor.</p><p>RESUMO: Os diodos reversamente polarizados,</p><p>funcionarão como chaves abertas, não atuando no</p><p>circuito, e para efeito de dimensionamento eles</p><p>poderão ser retirados do circuito deixando uma</p><p>“lacuna” em seu lugar.</p><p>Já os diodos diretamente polarizados, colocados</p><p>em malhas cuja diferença de potencial é maior que</p><p>0,6V, funcionarão como chaves fechadas. Para</p><p>efeito de cálculo de dimensionamento devemos</p><p>calcular as malhas como se fossem curtos, e</p><p>somente depois atribuir uma diferença de potencial</p><p>de 0,6 volts fixa sobre eles, independente da</p><p>corrente circulante.</p><p>No dimensionamento de circuitos série com</p><p>resistores, em que os diodos estão diretamente</p><p>polarizados, devemos primeiramente somar 0,6V</p><p>para cada diodo do circuito e depois subtrair este</p><p>total da tensão de alimentação do circuito, a tensão</p><p>que resultar deverá ser dividida proporcionalmente</p><p>aos resistores como num circuito série só de</p><p>resistores.</p><p>Já no dimensionamento de circuitos paralelos de</p><p>resistores com diodos devemos primeiramente</p><p>desligar os diodos do circuito e dimensionar o</p><p>circuito para sabermos se existe tensão para</p><p>polarizar o diodo, ou seja, tem que haver mais de</p><p>0,6V (polarização direta). Caso isto aconteça,</p><p>devemos agora considera-los no circuito e fixarmos</p><p>a tensão de 0,6 volts sobre ele. Caso tenhamos</p><p>resistores paralelos com um diodo em série a um</p><p>deles, deveremos tomar o diodo como um curto e</p><p>depois dimensionar o circuito. Lembrando que este</p><p>último procedimento é um método de cálculo</p><p>aproximado e as tensões por ele encontradas terão</p><p>uma diferença da tensão real.</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>6V</p><p>+0,3V - 0,3V</p><p>6,3V</p><p>A B</p><p>5,7V</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>300W</p><p>D1</p><p>A</p><p>B</p><p>C</p><p>D</p><p>E</p><p>F</p><p>L</p><p>K</p><p>M</p><p>N</p><p>O</p><p>O</p><p>P</p><p>Q</p><p>R</p><p>G</p><p>H</p><p>I</p><p>J</p><p>D3</p><p>D4</p><p>D5</p><p>D11</p><p>D12</p><p>D13</p><p>D14D6</p><p>D7</p><p>D8</p><p>D9</p><p>D10</p><p>D2</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>R4</p><p>2,2kW</p><p>R3</p><p>1,2kW</p><p>R5</p><p>10kW</p><p>R6</p><p>3kW</p><p>R8</p><p>100kW</p><p>R10</p><p>1W</p><p>R11</p><p>10MW</p><p>R7</p><p>3kW</p><p>R9</p><p>1kW</p><p>Nos exercícios a seguir, coloque as tensões nos pontos em relação ao potencial negativo</p><p>figura 24e</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>figura 24d</p><p>6V</p><p>1 2 3 4 5 6 7 8</p><p>63ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>D5</p><p>D4</p><p>D3</p><p>D6</p><p>D7</p><p>D8</p><p>D13</p><p>D12</p><p>D11</p><p>D14</p><p>D15</p><p>D16</p><p>D17</p><p>D18</p><p>D19</p><p>D9</p><p>D10</p><p>D2</p><p>R3</p><p>3kW</p><p>R5</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>R6</p><p>5kW</p><p>R7</p><p>10kW R8</p><p>200W</p><p>R10</p><p>6kW</p><p>R12</p><p>1kW</p><p>R13</p><p>1kW</p><p>R11</p><p>12kWR9</p><p>600W</p><p>M1</p><p>N1</p><p>O1</p><p>P1</p><p>Q1</p><p>R1</p><p>S1</p><p>T1</p><p>U1</p><p>V1</p><p>W1</p><p>X1</p><p>Y1</p><p>Z1</p><p>A2</p><p>B2</p><p>C2</p><p>D2</p><p>E2</p><p>F2</p><p>G2</p><p>H2</p><p>I2</p><p>J2</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>300W R3</p><p>10kW</p><p>R7</p><p>10kW</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>R8</p><p>22kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>R6</p><p>22kW</p><p>R10</p><p>10kW</p><p>R12</p><p>47kW</p><p>R14</p><p>100kW</p><p>R5</p><p>10kW</p><p>R9</p><p>22kW</p><p>R11</p><p>100kW</p><p>R13</p><p>47kW</p><p>S</p><p>T</p><p>U V</p><p>W</p><p>X</p><p>Y</p><p>Z</p><p>A1</p><p>D1</p><p>D3 D4 D5</p><p>D3</p><p>D2</p><p>+9V</p><p>R1</p><p>10kW R4</p><p>1,2kW</p><p>R8</p><p>1,2kW</p><p>R5</p><p>2k2W</p><p>R9</p><p>2,2kW</p><p>R3</p><p>100W</p><p>R2</p><p>100kW</p><p>R7</p><p>2,2kW</p><p>R11</p><p>1,2kW</p><p>R13</p><p>100W</p><p>R15</p><p>2,2kW</p><p>R6</p><p>1,2kW</p><p>R10</p><p>2,2kW</p><p>R12</p><p>2,2kW</p><p>R14</p><p>1,2kW</p><p>B1</p><p>C1</p><p>D1 E1</p><p>F1</p><p>G1</p><p>H1</p><p>I1</p><p>J1</p><p>K1</p><p>L1</p><p>D2 D3 D4 D5 D6</p><p>D1</p><p>9</p><p>13</p><p>10</p><p>14</p><p>11</p><p>15</p><p>12</p><p>16</p><p>17 18 19 20 21 22 23 24</p><p>64 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>+20V</p><p>R1</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>D4 D9D6 D11</p><p>D7 D12</p><p>D14</p><p>D15</p><p>D8 D13</p><p>D5 D10</p><p>D2</p><p>D3</p><p>R5</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R6</p><p>5kW</p><p>R9</p><p>1kW</p><p>R7</p><p>600W</p><p>R10</p><p>1kW</p><p>R8</p><p>10kW</p><p>R11</p><p>1kW</p><p>R12</p><p>2kW</p><p>R15</p><p>2kW</p><p>R16</p><p>4kW</p><p>R13</p><p>1kW</p><p>R14</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>3kW</p><p>K2</p><p>L2</p><p>M2</p><p>N2</p><p>O2</p><p>P2</p><p>Q2</p><p>R2</p><p>S2</p><p>T2</p><p>U2</p><p>V2</p><p>W2</p><p>X2</p><p>Y2</p><p>Z2</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>D5</p><p>D4</p><p>D3</p><p>D6</p><p>D7</p><p>D8</p><p>D13</p><p>D12</p><p>D14</p><p>D15</p><p>D16</p><p>D17</p><p>D18</p><p>D19</p><p>D9</p><p>D10</p><p>D11</p><p>D2</p><p>R3</p><p>3kW</p><p>R5</p><p>20W</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>R6</p><p>5kW</p><p>R7</p><p>10MW</p><p>R8</p><p>200kW</p><p>R10</p><p>6kW</p><p>R12</p><p>1kW</p><p>R13</p><p>1kW</p><p>R11</p><p>120 WR9</p><p>600W</p><p>A3</p><p>B3</p><p>C3</p><p>D3</p><p>E3</p><p>F3</p><p>G3</p><p>H3</p><p>I3</p><p>J3</p><p>L3</p><p>M3</p><p>N3</p><p>P3</p><p>Q3</p><p>R3</p><p>S3</p><p>T3</p><p>U3</p><p>V3</p><p>W3</p><p>X3</p><p>Y3</p><p>Z3</p><p>http://pt.wikipedia.org/wiki/Semicondutor</p><p>http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/meta.php?meta=Semicondutores</p><p>www.esev.ipv.pt/tear/Recursos/Hits.ASP?...28%2FSemicondutores...</p><p>http://pt.wikipedia.org/wiki/Diodo_semicondutor</p><p>http://www.mspc.eng.br/eletrn/semic_220.shtml</p><p>www.lsi.usp.br/~bariatto/fatec/aca/aula2-diodos.pdf</p><p>http://www.mspc.eng.br/eletrn/semic_210.shtml</p><p>Pesquisas na internet sobre semicondutores e diodos:</p><p>1) 1,2V / 0,6V 2) 9,4V 3) 6,65V / 6,05V 4) 3,6V / 3V / 2,4V / 1,8V / 1,2V 5) 0V / 0V 6) 0,68V / 0,09V 7) 10V / 10V 8) 10V / 0V 9) 12V /</p><p>11,4V / 11,4V 10) 2V / 8,25V 11) 8,25V / 3,75V 12) 5,7V / 6,3V 13) 0,09V / 0,09V / 0,09V 14) 5,78V / 5,78V / 5,3V 15) 5,8V / 2,7V /</p><p>3,2V 16) 0,9V / 1,5V 17) 7,1V / 6,5V / 0,6V 18) 1,8V / 1,2V / 0,6V 19) 9,4V / 5V / 0,6V 20) 9,4V / 8,8V / 8,2V 21) 1,8V / 1,2V / 0,6V 22)</p><p>7,8V / 7,2V / 6,6V 23) 9,4V / 6,4V / 5,8V 24) 5,6V / 5V / 0,6V 25) 19,4V / 18,8V / 18,2V / 0V 26) 19,4V / 1,2V / 0,6V 27) 0V / 0V / 0V 28)</p><p>19,4V / 18,8V / 0,6V 29) 11V / 11,6V / 5,5V 30) 5,6V / 5V / 0,6V 31) 10V / 9,5V / 0V 32) 9,4V / 0,6V / 0,6V 33) 9,4V / 8,8V / 8,2V / 7,6V</p><p>34) 9,4V / 0,6V 35) 1,22V / 0,62V / 0,02V 36) 9,4V / 0,8V / 0,2V 37) 10V / 9,5V / 9,5V</p><p>A sequência das tensões serão colocadas de cima para baixo e da esquerda para direita:</p><p>respostas do dimensionamento de tensões das páginas anteriores e desta:</p><p>30</p><p>25</p><p>31</p><p>26</p><p>32</p><p>27</p><p>33</p><p>28</p><p>34</p><p>29</p><p>35 36 37</p><p>Atenção: após a leitura e/ou estudo detalhado desta aula, parta para a feitura dos</p><p>blocos de exercícios M2-17 à M2-20. Não prossiga para a aula seguinte sem ter</p><p>certeza que seu resultado nos blocos é acima de 85%. Lembre-se que o verdadeiro</p><p>aprendizado, com retenção das informações desta aula, somente será alcançado com</p><p>todos os exercícios muito bem feitos. Portanto, tenha paciência pois será no dia-a-dia</p><p>da feitura dos blocos alcançará um excelente nível em eletrônica.</p><p>65ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>ANÁLISE DE DEFEITOS COM DIODOS</p><p>Diodo aberto: Este defeito poderá manifestar-se</p><p>somente quando o diodo estiver diretamente</p><p>polarizado e possuindo entre seus terminais tensão</p><p>acima de 0,6V. Neste defeito a junção PN está</p><p>interrompida e portanto o diodo se comporta como</p><p>uma chave aber ta independente de sua</p><p>polarização, não permitindo nenhuma circulação de</p><p>corrente mesmo se estiver diretamente polarizado</p><p>sob qualquer tensão. Este defeito geralmente</p><p>ocorre quando o diodo foi submetido a uma</p><p>corrente muito “alta” (bem acima de sua corrente</p><p>nominal) ou quando for submetido a uma tensão</p><p>reversa muito acima do que possa suportar.</p><p>Diodo com fuga: este defeito manifesta-se na</p><p>polarização direta, quando a tensão sobre o diodo é</p><p>pouco maior que zero volt e um pouco menor que</p><p>0,6V. Também manifesta-se na polarização</p><p>reversa, quando o diodo, que deveria ser uma</p><p>chave aberta, apresenta determinada resistência</p><p>entre seus terminais. Quando a junção PN é</p><p>rompida, faz parte dos cristais se recombinem,</p><p>ficando com uma constituição parecida com um</p><p>resistor que poderá ser de baixo ou alto valor, mas</p><p>com características parecidas com um diodo, então</p><p>o diodo passará a conduzir corrente elétrica quando</p><p>está inversamente polarizado, igual a um resistor,</p><p>ou ainda quando estiver diretamente polarizado.</p><p>Este defeito ocorre geralmente quando o diodo é</p><p>submetido a tensões reversas bem acima da tensão</p><p>nominal para a qual foi fabricado.</p><p>Para os diodos essa análise é um pouco mais</p><p>“delicada” como veremos a seguir:</p><p>Diodo em curto: neste defeito os cristais P e N se</p><p>recombinaram formando um material condutor de</p><p>baixa resistividade; em outras palavras o diodo</p><p>passará a funcionar como um resistor de</p><p>“baixíssimo” valor (próximo a 0W); com isso o diodo</p><p>será um curto, e mesmo reversamente polarizado,</p><p>não terá tensão sobre seus terminais (curto total).</p><p>Este defeito também ocorre quando o diodo é</p><p>submetido a “fortes” correntes, levando o mesmo ao</p><p>aquecimento excessivo, mas não tão forte para</p><p>causar ruptura, fazendo assim seu material</p><p>estrutural se recombinar.</p><p>Exemplo1: Na figura 25a, o diodo D1 esta</p><p>diretamente polarizado; sua polarização deixaria a</p><p>tensão do ponto A com 0,6V acima do terra, ou seja,</p><p>0V (terra) + 0,6V (queda do diodo) = 0,6V.</p><p>O diodo pode ser considerado um componente de</p><p>análise mais complexa que o resistor, pois em</p><p>análise de defeitos poderá apresentar-se aberto,</p><p>alterado, em curto e com fuga. Já para os resistores,</p><p>basicamente só tínhamos 2 defeitos possíveis:</p><p>resistor aberto ou alterado.</p><p>Diodo alterado: Este defeito poderá manifestar-se</p><p>somente quando o diodo estiver diretamente</p><p>polarizado e possuindo entre seus terminais tensão</p><p>acima de 0,6V. Apresenta uma degeneração de</p><p>seus cristais, fazendo com que o diodo perca suas</p><p>características de P e N, sendo que entre seus</p><p>terminais apareça uma tensão maior que 0,6V, ou</p><p>seja, passa a ter uma determinada resistividade,</p><p>que pode chegar de alguns ohms a mais de 100k.</p><p>Nesse caso de alterado, a resistência interna não</p><p>poderá ser maior que 1Mohm, pois se isso</p><p>ocorresse, poderia ser considerado como diodo</p><p>aberto.</p><p>A seguir temos alguns circuitos com defeito, com</p><p>descrições detalhadas de como chegar ao</p><p>componente defeituoso. Para mostrar alguns</p><p>métodos de análise de defeitos em circuitos com</p><p>diodos e resistores, partiremos dos circuitos mais</p><p>simples para os mais complexos.</p><p>AULA</p><p>6</p><p>ANÁLISE DE DEFEITOS EM</p><p>DIODOS SEMICONDUTORES</p><p>Vários tipos de defeitos nos diodos com</p><p>resistores em malhas série e paralelas</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>D1</p><p>Diodo aberto</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>A</p><p>10V</p><p>figura 25a figura 25b</p><p>66 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>2a: Na prática, podemos dizer que se observarmos</p><p>detalhadamente a medição feita na tela do</p><p>multímetro, muitas coisas poderemos concluir. Se a</p><p>tensão medida, for de zero volt e não varia, temos</p><p>uma probabilidade de quase 100% de ser o diodo</p><p>em curto. Mas, caso a tensão indicada em zero volt,</p><p>produzir pequenas variações, podemos afirmar que</p><p>o resistor está aberto. Esta pequena variação que</p><p>estamos mencionando, ocorre também quando</p><p>temos as pontas do multímetro em aberto,</p><p>recebendo pequenas interferências e alterando</p><p>levemente a tensão de zero indicada no display.</p><p>2c: Finalmente, poderemos determinar o problema</p><p>alterando a referência de medição do multímetro.</p><p>Medindo o ponto A temos zero volt, que poderia ser</p><p>D1 em curto ou R1 aberto. Mas fica a dúvida.</p><p>Colocando agora a ponta vermelha do multímetro</p><p>no potencial positivo e a ponta preta no ponto de</p><p>medição A, caso a medição resulte em 10V, o diodo</p><p>D1 estará em curto. Mas se continuarmos medindo</p><p>zero volt, o resistor R1 é que estará aberto.</p><p>Exemplo 2: A figura 26 é o mesmo circuito da figura</p><p>25, só que a tensão no ponto A agora é 0V.</p><p>Exemplo 5: Na figura 29, agora temos um circuito</p><p>com 2 resistores e um diodo em série com os</p><p>resistores.</p><p>Como o nosso circuito é um circuito série então</p><p>basta colocar as tensões e analisar a proporção</p><p>entre os resistores e a polarização do diodo, como</p><p>pode ser visto na figura 29b.</p><p>Essa tensão de 0V no ponto A, pode ser resultado</p><p>de um curto em D1 ou R1 aberto. Este defeito é</p><p>muito difícil de ser analisado, e veremos várias</p><p>formas de fazer isso:</p><p>Sobre R1 temos 2,4V (10V - 7,6V), para marcarmos</p><p>a tensão sobre um componente utilizamos uma seta</p><p>Mas como pode ser visto, a tensão do ponto A se</p><p>encontra com 10V -</p><p>tensão da fonte - indicando que</p><p>D1 não está polarizado, funcionando como uma</p><p>chave aberta, mesmo diretamente polarizado,</p><p>indicando que D1 está aberto, como ilustra a figura</p><p>25b.</p><p>2b: Neste defeito, levantando D1 e novamente</p><p>medindo o ponto A. Caso a tensão seja de 10V, R1</p><p>estará bom, mas D1 estará em curto. Caso a tensão</p><p>seja de 0V, R1 estará aberto.</p><p>Exemplo 3: Continuamos com o mesmo circuito</p><p>dos exemplos anteriores, agora o diodo D1 da figura</p><p>27 está polarizado, o que é normal para as</p><p>condições de polarização em que D1 se encontra,</p><p>mas sobre ele podemos notar uma tensão de 0,2V,</p><p>ou seja, abaixo do normal, indicando que D1 está</p><p>com fuga.</p><p>Exemplo 4: Na figura 28, o diodo D1 está</p><p>polarizado e podemos notar, que existe sobre o</p><p>mesmo uma tensão de 6V, indicando que pelo diodo</p><p>está havendo corrente, mas sua condutividade é</p><p>menor, ou seja, D1 está alterado, resultando em</p><p>uma queda de tensão maior sobre o mesmo.</p><p>Para analisar circuitos com defeitos, devemos</p><p>sempre ter o mesmo procedimento, que é de</p><p>colocar as tensões sobre os componentes. As</p><p>tensões medidas nos pontos A e B nos servem</p><p>apenas de instrumento para chegarmos as quedas</p><p>de tensões sobre os componentes. NÃO</p><p>DEVEMOS calcular as tensões que o circuito teria</p><p>caso não estivesse com defeito.</p><p>+10V</p><p>D1 D1 em curto</p><p>ou R1 aberto</p><p>R1</p><p>1kW A</p><p>0V</p><p>+10V</p><p>D1 D1 com fuga</p><p>R1</p><p>1kW A</p><p>0,2V</p><p>+10V</p><p>D1 alterado</p><p>R1</p><p>1kW A</p><p>6V</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>A</p><p>B</p><p>7,6V</p><p>7V</p><p>figura 27</p><p>figura 26</p><p>figura 28</p><p>figura 29a</p><p>67ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Exemplo 6: O circuito da figura 30a, é idêntico ao</p><p>exemplo anterior, mas com tensões diferentes no</p><p>ponto A e B.</p><p>sobre o componente indicando uma diferença de</p><p>potencial, cuja a ponta indica o potencial maior (+) e</p><p>o início da seta indica o potencial menor (-). Para</p><p>marcar a tensão sobre R1 utilizamos uma seta</p><p>apontada para cima pois a tensão em cima de R1 é</p><p>10V (+) e embaixo de R1 a tensão do ponto A é</p><p>7,6V(-) que é a tensão mais negativa. Esta seta de</p><p>indicação além de indicar a tensão sobre o</p><p>componente também indica o sentido de circulação</p><p>da corrente, que será o sentido oposto ao da seta</p><p>pois a circulação da corrente elétrica se dá no</p><p>sentido do potencial positivo para o negativo.</p><p>Na figura 30b, temos o mesmo circuito com as</p><p>quedas de tensões indicadas pelas “setas”.</p><p>Voltando a nossa análise do defeito estávamos</p><p>colocando as tensões sobre os componentes com</p><p>uma seta indicativa para facilitar a análise. R1 tem</p><p>2,4V e R2 tem 7V sobre ele (7V – 0V). Já D1 tem</p><p>0,6V de queda de tensão. Fazendo a análise,</p><p>começaremos com D1, que está diretamente</p><p>polarizado (seta de tensão apontada para o anodo)</p><p>e a queda de tensão sobre ele é 0,6V indicando que</p><p>o diodo deve estar polarizado corretamente; então a</p><p>princípio, descartamos um defeito no diodo. Vamos</p><p>agora analisar os resistores; como estão em série, a</p><p>análise é a mesma feita para circuitos só de</p><p>resistores, como visto na apostila de módulo 1, R1</p><p>recebe uma tensão de 2,4V e R2 com 7V dando</p><p>uma proporção para R3 em torno de 3x, a tensão de</p><p>R1 (7V ÷ 2,4V). Como R2, tem o valor igual a de R1</p><p>(1kW), então as tensões também deveriam manter a</p><p>proporção de 1 para 1, com isto podemos concluir</p><p>que R2 está alterado (o que tem a tensão maior),</p><p>conforme mostra a figura 29b.</p><p>Do mesmo modo que analisamos o exemplo</p><p>anterior, vamos analisar este exemplo. Em primeiro</p><p>lugar, colocar as quedas de tensão sobre os</p><p>componentes com as “setas” para indicar as</p><p>tensões como já foi explicado no exercício anterior.</p><p>Teremos então para R1 uma queda de tensão de 7V</p><p>(10V – 3V); em R2 teremos uma queda de tensão de</p><p>2,4V (2,4V – 0V), e por fim em D1 teremos 0,6V (3V -</p><p>2,4V) de queda de tensão, como pode ser visto na</p><p>figura 30b.</p><p>Agora continuaremos a análise com os resistores,</p><p>R2 tem a menor queda de tensão (2,4V) e será</p><p>nossa referência, R1 tem 7V de tensão e</p><p>proporcionalmente a R2 será 3x maior que R1 (7V ÷</p><p>2,4V); como R2 tem o valor igual a de R1 (1kW).</p><p>Então, as tensões sobre eles também deveriam</p><p>manter a proporção de 1 para 1, com isto, podemos</p><p>concluir que R1 está alterado (o que tem a tensão</p><p>maior), conforme mostra a figura 30b.</p><p>Exemplo 7: Neste exemplo também temos o</p><p>mesmo circuito dos exemplos anteriores, como</p><p>mostra a figura 31a.</p><p>Na figura, temos as tensões medidas no circuito</p><p>com defeito. Já sabemos que o primeiro passo, para</p><p>analisar defeitos, é colocar as tensões sobre os</p><p>componentes, como é feito na figura 31b.</p><p>Vamos começar a análise por D1, que está</p><p>polarizado diretamente (tensão maior no anodo,</p><p>conforme indica a “seta”) e como está com uma</p><p>queda de tensão de 0,6V sobre ele, podemos</p><p>considerar que D1 está polarizado normalmente.</p><p>Devemos co loca r as t ensões sob re os</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>R2 alterado</p><p>A</p><p>B</p><p>2,4V</p><p>0,6V</p><p>7V</p><p>+</p><p>+</p><p>+</p><p>-</p><p>-</p><p>-</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>A</p><p>B</p><p>3V</p><p>2,4V</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R1 alterado</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>A</p><p>B</p><p>+</p><p>-</p><p>+</p><p>-</p><p>+</p><p>-</p><p>7V</p><p>2,4V</p><p>0,6V</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>A</p><p>B</p><p>5V</p><p>5V</p><p>figura 30a figura 31a</p><p>figura 30b</p><p>figura 29b</p><p>68 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>componentes, fazendo a diferença entre as tensões</p><p>acima e abaixo do componente e marcá-las na</p><p>figura com uma seta indicando a tensão mais</p><p>positiva (maior potencial).</p><p>R1 tem 5V sobre ele, já que na parte de cima temos</p><p>10V da fonte e na parte debaixo temos 5V no ponta</p><p>A, R2 também tem 5V de tensão já que na parte de</p><p>cima temos 5V do ponto B e embaixo temos 0V da</p><p>“massa”, já D1 não apresenta nenhuma queda de</p><p>tensão (0V) já que as tensões do ponto A e B são</p><p>iguais a 5V. Começamos a análise justamente D1,</p><p>pois não queda de tensão sobre ele, e olhando o</p><p>circuito, vamos verificar que tanto R1 como R2</p><p>apresentam quedas proporcionais, indicando que</p><p>existe corrente circulante. Assim, afirmamos que D1</p><p>está em curto, permitindo a passagem de corrente</p><p>pela malha sem apresentar 0,6V sobre ele.</p><p>Exemplo 8: Neste exemplo temos um circuito</p><p>diferente, onde dois resistores estão em série,</p><p>sendo que D1 está em paralelo com um dos</p><p>resistores (R2).</p><p>Na figura 32a, temos as tensões medidas no circuito</p><p>com defeito, onde em R1 tem 5V sobre ele, já que</p><p>na parte de cima temos 10V da fonte e na parte</p><p>debaixo temos 5V no ponto A . No resistor R2,</p><p>também há 5V de tensão já que na parte de cima</p><p>temos 5V do ponto A e embaixo temos 0V da</p><p>“massa”. Consequentemente, D1 também tem 5V</p><p>sobre ele, já que está paralelo a R2.</p><p>Vemos que D1 está polarizado diretamente, já que a</p><p>tensão mais positiva está em seu anodo (ponta da</p><p>seta indicadora de tensão). Mas, como esta tensão</p><p>de polarização (5V) é maior que 0,6V indica que D1</p><p>está aberto. Para confirmar que os resistores não</p><p>estão com defeito podemos verificar que suas</p><p>quedas de tensão são iguais (5V cada) e os seus</p><p>valores de resistência também são iguais (10kW),</p><p>mantendo a proporção (de 1 para 1), tanto para a</p><p>tensão como para a resistência, como pode ser</p><p>conferido na figura 32b.</p><p>O resistor R1 tem 9,8V sobre ele, já que na parte de</p><p>cima temos 10V da fonte e na parte debaixo temos</p><p>apenas 0,2V no ponto A . O resistor R2 tem 0,2V de</p><p>tensão já que na parte de cima temos 0,2V do ponto</p><p>A e e m b a i x o t e m o s 0 V d a “ m a s s a ” .</p><p>Consequentemente, D1 também tem 0,2V sobre</p><p>ele, já que está em paralelo a R2. Podemos ver que</p><p>D1, está diretamente polarizado, mas mal</p><p>polarizado, já que a tensão mais positiva está em</p><p>seu anodo é de somente 0,2V. Poderíamos ter aqui,</p><p>Exemplo 9: Neste exercício, temos um circuito</p><p>idêntico ao exemplo anterior, como podemos ver na</p><p>figura 33a. Na figura, temos as tensões medidas no</p><p>circuito com defeito, onde já sabemos que o</p><p>primeiro passo será analisar as tensões sobre os</p><p>componentes,</p><p>a corrente elétrica</p><p>também gera um novo campo, que tem</p><p>propriedades diferentes do campo elétrico. Ele não</p><p>atrai cargas elétricas e nem gera força elétrica a</p><p>partir delas, como ocorre com o campo elétrico.</p><p>Esse novo campo, tem a propriedade de criar força</p><p>de atração ou repulsão apenas nas correntes</p><p>elétricas e é chamado de CAMPO MAGNÉTICO.</p><p>Todo material que está “imerso” em um campo</p><p>magnético sofrerá ação das linhas de força</p><p>magnética, que irão interagir com as correntes</p><p>O mesmo princípio de linhas de forças elétricas,</p><p>aplicado ao campo elétrico, pode ser aplicado ao</p><p>campo magnético, conforme vemos na figura 1.</p><p>O CAMPO MAGNÉTICO</p><p>Na apostila anterior, estudamos o campo elétrico,</p><p>formado à partir de cargas elétricas. Este campo é</p><p>responsável por gerar uma diferença de potencial,</p><p>criando uma tensão elétrica, e esta por sua vez,</p><p>quando ligado a um condutor elétrico e mais alguns</p><p>componentes eletro-eletrônicos, irão gerar corrente</p><p>elétrica, realizando assim, trabalho na forma de</p><p>calor, luz, som, etc.</p><p>Historicamente, o campo magnético e suas</p><p>propriedades magnéticas foram descobertos bem</p><p>antes do campo elétrico. Posteriormente, foi</p><p>descoberto que o campo elétrico e magnético são</p><p>gerados a partir do mesmo princípio e que na</p><p>realidade, ambos - elétrico e magnético - são um só</p><p>campo, porém aplicados em referenciais diferentes.</p><p>Só que esta história fica para depois...</p><p>Voltando às propriedades do campo magnético,</p><p>devemos salientar a propriedade de atração de</p><p>materiais “ferrosos”, ou seja metais que são</p><p>formados a partir do elemento ferro. Essa</p><p>propriedade ficou conhecida como magnetismo ou</p><p>atração magnética, pois o campo magnético atrai</p><p>metais compostos por ferro, como já é do</p><p>conhecimento de nossos alunos. Na prática toda</p><p>pessoa já deve ter “brincado” com um pedaço de</p><p>material, chamado de “imã”; que atraía pregos,</p><p>parafusos, metais em geral. Esse material chamado</p><p>de imã, tem “dentro” de suas moléculas “micro-</p><p>correntes”, formadas pela movimentação dos</p><p>elétrons; e essa corrente elétrica gera um ‘micro-</p><p>campo magnético”, também chamados de “spins”. O</p><p>arranjo natural das moléculas, faz com que esses</p><p>micro-campos se somem formando um campo</p><p>magnético macroscópico que passa a ser</p><p>permanente para aquele material. Resumidamente</p><p>os imãs naturais permanentes tem um campo</p><p>magnético natural formado a partir das correntes</p><p>elétricas internas às suas moléculas.</p><p>Nessa figura podemos ver um ímã natural, com as</p><p>linhas de forças magnéticas do campo magnético.</p><p>No campo elétrico as cargas tinham polaridade “+” e</p><p>“-”, no campo magnético as polaridades são</p><p>chamadas de NORTE e SUL; conforme podemos</p><p>ver na figura, as linhas de força saem do pólo norte e</p><p>terminam no pólo sul.</p><p>IMÃ</p><p>figura 1</p><p>S N</p><p>OBJETO SOB AÇÃO</p><p>DO IMÃ, SENDO ATRAÍDO</p><p>PELO MESMO</p><p>IMÃ</p><p>figura 2</p><p>INDUTORES EM CC E CAMPO INDUZIDO</p><p>O campo magnético e suas atuações</p><p>auto-indução - Indutância e Indutores</p><p>Reatância Indutiva - O indutor como componente</p><p>Indutor em corrente contínua (CC)</p><p>Análise de malhas com defeitos</p><p>Análise de malhas com dimensionamentos</p><p>8 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>elétricas desse material; tentando alinhá-las</p><p>conforme o sentido das linhas de força. Quando o</p><p>material imerso orientar suas moléculas conforme</p><p>as linhas de força magnética, esse material também</p><p>passa a produzir um outro campo magnético e com</p><p>isso sofrerá atração (ou repulsão) do imã que gerou</p><p>o primeiro campo magnético (figura 2).</p><p>MAGNETISMO é a propriedade que certos corpos</p><p>apresentam de atrair outros corpos, como o ferro e</p><p>outros metais. Na natureza podemos encontrar</p><p>a lgumas substâncias que possuem essa</p><p>propriedade de forma acentuada, e são chamados</p><p>de imãs naturais. Destes materiais o que mais se</p><p>destaca é a magnetita.</p><p>Olhando atentamente para a figura 3, podemos</p><p>observar que os polos magnéticos da terra são</p><p>exatamente opostos aos polos geográficos.</p><p>Resumidamente podemos definir:</p><p>Como já dissemos anteriormente os imãs</p><p>apresentam dois polos que foram definidos como:</p><p>polo SUL e polo NORTE; o polo norte de um imã</p><p>atrai o polo sul de outro imã ou corpo magnetizado</p><p>e, consequentemente, o polo norte do imã atrai o</p><p>polo sul. Já polos iguais, de imãs diferentes, se</p><p>repelem.</p><p>A terra também tem em seu interior uma infinidade</p><p>de correntes elétricas e portanto ela é um</p><p>gigantesco imã que produz um campo magnético,</p><p>na figura 3 podemos ver a terra com suas linhas de</p><p>força magnética e seus polos magnéticos norte e</p><p>sul.</p><p>O campo magnético portanto, possui linhas de força</p><p>magnética, e com isso podemos definir a grandeza</p><p>FLUXO MAGNÉTICO como sendo a quantidade de</p><p>linhas de força magnética por unidade de área, daí</p><p>poderemos definir algumas unidades de medida:</p><p>MAXWELL é a unidade de medida de uma linha de</p><p>força magnética e portanto de fluxo magnético.</p><p>Embora essa medida seja muito prática ela não é</p><p>utilizada pelo Sistema Internacional (SI), que</p><p>adotou o weber como medida de linhas de força</p><p>magnética e fluxo magnético.</p><p>6O WEBER, cuja símbolo é “Wb”, equivale a 1x10</p><p>maxwell ou linhas de força magnética.</p><p>Como o fluxo magnético depende do tamanho da</p><p>área que ele atravessa, a medida de densidade de</p><p>fluxo magnético é mais usada para expressar o</p><p>valor do campo magnético.</p><p>Para a unidade maxwell, a densidade de fluxo</p><p>magnético é expressa em maxwell/cm², que</p><p>equivale a 1 gauss, que é abreviado por “G”. Para</p><p>campos magnéticos pequenos utilizamos a unidade</p><p>gauss.</p><p>Como já dissemos o SI não adota o maxwell e</p><p>portanto nem o gauss. A unidade adotada pelo SI</p><p>para medir densidade de fluxo magnético é o</p><p>weber/m², que equivale a 1 TESLA, que é abreviado</p><p>por “T”. O campo de 1 tesla equivale a campos</p><p>magnéticos muito grandes, e por isso, recorremos a</p><p>unidade gauss para representar os campos</p><p>magnéticos, 1 tesla equivale a 10.000 gauss.</p><p>Para melhor exemplificar vamos comparar o valor</p><p>do campo magnético da terra que vale 0,57 gauss,</p><p>mas se fosse representado em tesla teremos o valor</p><p>-5</p><p>de 5,7 x 10 tesla.</p><p>Como a terra se comporta como um grande imã,</p><p>nós podemos usar essa propriedade para nos</p><p>orientarmos em relação as posições geográficas; é</p><p>o caso da bússola, que é um instrumento de</p><p>orientação muito simples e ao mesmo tempo muito</p><p>preciso. Ela é constituída basicamente por uma</p><p>“agulha” imantada que se orienta pelas linhas de</p><p>força magnética da terra. Portanto, seu polo norte</p><p>(da bússola) sempre estará apontado para o polo</p><p>norte geográfico, que é na realidade o polo sul</p><p>magnético da terra.</p><p>CAMPO MAGNÉTICO E TENSÃO ELÉTRICA</p><p>Exatamente!!! Como já tínhamos comentado</p><p>anteriormente o campo elétrico e o campo</p><p>magnético são duas formas diferentes de</p><p>interpretar a mesma energia; essa “energia” é</p><p>c h a m a d a d e c a m p o e l e t r o m a g n é t i c o .</p><p>Resumidamente podemos dizer que a variação do</p><p>campo elétrico gera um campo magnético e a</p><p>variação do campo magnético gera um campo</p><p>elétrico.</p><p>Como já foi explicado, o campo magnético é gerado</p><p>a partir da corrente elétrica, e quando uma corrente</p><p>circula por um condutor, aparece um campo</p><p>magnético ao seu redor. Contudo, para a corrente</p><p>circular por um condutor é necessário a presença</p><p>de um campo elétrico (gerando uma tensão</p><p>elétrica), podemos então concluir que o campo</p><p>magnético é gerado indiretamente pelo campo</p><p>elétrico, ou melhor dizendo, por uma diferença do</p><p>campo elétrico, que gera uma diferença de</p><p>potencial (tensão).</p><p>figura 3</p><p>9ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Quando a chave “S1” da figura 4 é fechada, a</p><p>corrente começa fluir e um campo eletromagnético</p><p>aparece conforme o desenho. Contudo, o campo</p><p>eletromagnético não aparece imediatamente,</p><p>começando a ser formado a partir do centro</p><p>como é feito na figura 33b.</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>D1 em curto</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>A</p><p>B</p><p>+</p><p>-</p><p>+</p><p>-</p><p>+</p><p>-</p><p>5V</p><p>5V</p><p>0V</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>A</p><p>5V</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>D1 aberto</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>A</p><p>5V</p><p>5V 5V</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>A</p><p>0,2V</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>D1 C/ fuga</p><p>R1 alterado</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>A</p><p>9,8V</p><p>0,2V 0,2V</p><p>OU</p><p>figura 31b</p><p>figura 32a</p><p>figura 32b</p><p>figura 33a</p><p>figura 33b</p><p>69ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>dois defeitos, que seria uma fuga na polarização</p><p>direta de D1 e também o resistor R1 alterado.</p><p>Exemplo 10: Neste exercício temos um circuito</p><p>diferente dos exemplos anteriores, como podemos</p><p>ver na figura 34a.</p><p>Voltando a nossa análise devemos transformar o</p><p>circuito da figura 34c (onde D1 é uma chave</p><p>fechada) num circuito exclusivamente série (figura</p><p>34d). Para isso, devemos calcular o Req da malha</p><p>paralela R2 e R3. Isto só é possível devido a R2 e</p><p>R3 serem igua is (como já fo i d iscu t ido</p><p>anteriormente). Depois de calcular Req, que será</p><p>igual a 1k, devemos substitui-lo pela malha paralela</p><p>ficando com um circuito série. Neste circuito,</p><p>poderemos comparar as quedas de tensões de R1</p><p>(3,1V) com Req (6,6V), como os resistores tem o</p><p>mesmo valor, eles também deveriam ter a mesma</p><p>queda de tensão, fato que não está ocorrendo,</p><p>indicando que a malha correspondente a Req está</p><p>com defeito, alterando o Req para 2k.</p><p>Nesta f igura, temos as tensões sobre os</p><p>componentes (indicadas pelas setas), em R1</p><p>teremos 3,1V (10V - 6,9V), em R2 teremos 6,9 V</p><p>(6,9V - 0V), em R3 teremos 6,3V (6,3V - 0V) e</p><p>finalmente em D1 temos 0,6V (6,9V - 6,3V).</p><p>Vamos começar a análise pelo diodo, onde D1 está</p><p>polarizado diretamente com 0,6V sobre ele,</p><p>indicando provavelmente ele está em boas</p><p>condições. O próximo passo seria analisar os</p><p>resistores, mas neste caso não temos um circuito</p><p>série e portanto não podemos fazer uma simples</p><p>comparação entre as quedas de tensões sobre os</p><p>resistores com o valor de suas resistências. O</p><p>procedimento correto para a análise é transformar o</p><p>diodo que está polarizado diretamente (com 0,6V)</p><p>em chaves fechadas (curtos), como mostra a figura</p><p>34c. Após reavaliar o circuito, tentando transformar</p><p>o circuito com malhas paralelas em um único</p><p>circuito série, como temos na figura 34d. Antes de</p><p>começarmos estas análises mais complexas,</p><p>vamos visualizar as quedas de tensões sobre os</p><p>resistores na figura 34b.</p><p>Voltando a analisar a malha paralela formada por</p><p>R2, D1 e R3, que está alterada para um Req de 2k,</p><p>podemos ver que a única possibilidade para isto</p><p>acontecer seria se um dos resistores (R2 ou R3)</p><p>estivesse aberto; caso R3 estivesse aberto, D1</p><p>ficaria despolarizado, não tendo referência a</p><p>“massa”, fato que não ocorre, já que D1 está</p><p>Podemos perceber que a queda de tensão sobre R3</p><p>(6,3V) é o dobro da queda de tensão sobre R1</p><p>(3,1V) e o valor de suas resistências também</p><p>mantém esta proporção de 2 para 1 (2k e 1k). Isto</p><p>somente ocorrerá se a corrente circulante por R1 for</p><p>a mesma corrente circulante por R3. Olhando então</p><p>para o circuito (figura 34b) veremos que isto só</p><p>poderá ocorrer se R2 estiver aberto, transformando</p><p>o circuito R1, D1 e R3 em um circuito série, com isto</p><p>não mais precisaríamos continuar a análise já</p><p>encontrando o componente defeituoso (R2 aberto).</p><p>Mas, somente alunos com uma certa experiência</p><p>irão visualizar este defeito de forma rápida. Vamos</p><p>continuar a análise do modo mais comum para que</p><p>todos os alunos tenham condições de aprender a</p><p>encontrar os componentes com defeito em malhas</p><p>mais complexas.</p><p>D1</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>A</p><p>B</p><p>6,9V</p><p>6,3V</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>A</p><p>B</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>3,1V</p><p>6,9V</p><p>6,3V</p><p>0,6V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>AA</p><p>D1D1</p><p>BB</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>A</p><p>B</p><p>D1</p><p>Req</p><p>1kW</p><p>+10V</p><p>3,1V</p><p>6,6V</p><p>Alterou</p><p>P/ 2kW</p><p>+10V</p><p>D1</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>A</p><p>B</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R2 aberto</p><p>figura 34b</p><p>figura 34e</p><p>figura 34a</p><p>figura 34c figura 34d</p><p>70 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Exemplo 12: Na figura 36a temos um circuito um</p><p>pouco mais complexo com vários resistores e</p><p>diodos.</p><p>Vamos começar a análise pelo diodo D1, que está</p><p>polarizado diretamente com 0,6V, indicando que</p><p>provavelmente ele está em boas condições. O</p><p>próximo passo seria analisar os resistores, mas</p><p>como neste caso também não temos um circuito</p><p>série, não podemos fazer uma simples comparação</p><p>entre as quedas de tensões sobre os resistores com</p><p>o valor de suas resistência.</p><p>Voltando a analisar a malha paralela formada por</p><p>R1, R2 e D1, que está alterada para um Req de</p><p>1,6k, podemos ver que a única possibilidade para</p><p>isto acontecer seria se um dos resistores (R2 ou R3)</p><p>estiver alterado; caso um dos resistores estivesse</p><p>aberto o resistor equivalente teria alterado para o</p><p>dobro do seu valor (2k) que é o valor de um só</p><p>resistor, e dependendo do caso, iria despolarizar</p><p>D1. Resta então que o defeito é um dos resistores</p><p>alterados (ou ambos), então teremos R1 ou R2</p><p>alterado, como mostra a figura 35e.</p><p>Vamos então, substituir D1 que está corretamente</p><p>polarizado, por uma chave fechada, e analisar</p><p>novamente o circuito (figura 35c).</p><p>Também neste caso iremos analisar as tensões</p><p>sobre os componentes para começarmos a análise</p><p>do defeito, como pode ser visto na figura 36b. Sobre</p><p>D1 e R3, que estão em paralelo, teremos 15,2V;</p><p>sobre R1 teremos 2,1V; sobre D2 teremos 0,6V e</p><p>sobre R2 teremos 2,1V. Sobre D3 teremos 0,6V; em</p><p>R4 teremos 3,6V e finalmente sobre D5 teremos</p><p>0,6V.</p><p>polarizado com 0,6V sobre ele. Resta então, que o</p><p>defeito é R2 aberto, como já tínhamos deduzido</p><p>(como mostra figura 34e).</p><p>Exemplo 11: Este circuito é parecido com o</p><p>exemplo anterior, só que a malha paralela está</p><p>ligada diretamente a fonte de 12V. Na figura 35a,</p><p>temos o circuito com as tensões correspondentes</p><p>ao defeito. O primeiro passo é observar as tensões</p><p>sobre os componentes, como mostra a figura 35b,</p><p>onde temos 7,5V sobre R1, 6,9V sobre R2, 4,5V</p><p>sobre R3 e finalmente 0,6V sobre D1.</p><p>Agora que já temos todas as tensões sobre os</p><p>componentes começaremos a analisar os diodos;</p><p>D2, D3 e D4 estão diretamente polarizados e com</p><p>0,6V de tensão sobre eles, indicando que deverão</p><p>estar em bom estado. Já D1, está também</p><p>diretamente polarizado, mas com 15,2V de tensão</p><p>sobre ele, indicando que o mesmo está com defeito,</p><p>Como temos um circuito com malha paralela</p><p>devemos transformar o circuito da figura 35c (onde</p><p>D1 é uma chave fechada), num ci rcui to</p><p>exclusivamente série (figura 35d). Devemos</p><p>calcular o Req a malha paralela R1 e R2, que</p><p>somente é possível porque R1 e R2 são iguais</p><p>(condição necessária para uma correta análise).</p><p>Depois de calcular Req, que será igual a 1k,</p><p>devemos substitui-lo pela malha paralela ficando</p><p>com um circuito série. Neste circuito poderemos</p><p>comparar as quedas de tensões de R3 (4,5V) com</p><p>Req (7,2V), como os resistores tem o mesmo valor,</p><p>eles também deveriam ter a mesma queda de</p><p>tensão, fato este que não está ocorrendo, indicando</p><p>que a malha correspondente a Req está com</p><p>defeito, alterando o Req para 1,6k.</p><p>+12V</p><p>D1</p><p>R2</p><p>2kWR1</p><p>2kW</p><p>B</p><p>A</p><p>4,5V</p><p>5,1V</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>D1</p><p>R2</p><p>2kWR1</p><p>2kW</p><p>B</p><p>A</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>7,5V</p><p>4,5V</p><p>6,9V</p><p>0,6V</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>Req</p><p>1kW</p><p>+12V</p><p>7,2V</p><p>4,5V</p><p>A</p><p>B</p><p>D1</p><p>Alterou</p><p>P/ 1,6kW</p><p>D1</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R1</p><p>2kW</p><p>B</p><p>A</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>+12V</p><p>D1</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R1</p><p>2kW</p><p>B</p><p>A</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>+12V</p><p>R2 alterado</p><p>R1 alterado</p><p>OU</p><p>figura 35a</p><p>figura 35b</p><p>figura 35c figura 35d</p><p>figura 35e</p><p>71ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Exemplo 13: O circuito da figura 37a, parece mais</p><p>simples que o do exemplo anterior, mas na verdade,</p><p>não é. Parte do circuito anterior podia ser dividido</p><p>em 2 malhas série</p><p>e este, da figura 37a, não pode</p><p>ser considerado um circuito série e nem paralelo.</p><p>Bem, vamos começar colocando as tensões sobre</p><p>os componentes (como sempre deve ser feito),</p><p>como mostra a figura 37b. Sobre R1, R2, R3 e R4</p><p>teremos as mesmas quedas de tensão iguais a 6</p><p>volts. Já sobre D1, não temos nenhuma queda de</p><p>tensão (0V), já que a tensão de seus terminais são</p><p>os pontos A e B que possuem 6V.</p><p>Nossa análise deve sempre começar pelos diodos e</p><p>D1 não está polarizado, pois tem 0V sobre ele,</p><p>quando isso ocorre temos 2 hipóteses: ou o circuito</p><p>não permite sua polarização ou o diodo está em</p><p>curto. Vamos verificar a primeira hipótese e para</p><p>isso devemos verificar qual o comportamento do</p><p>circuito sem o diodo.</p><p>resta saber se seu defeito será um diodo aberto ou</p><p>alterado. Na prática, saber qual o defeito do</p><p>componente não é muito importante, já que de</p><p>qualquer forma ele deverá ser trocado. Mas, para</p><p>nós que estamos desenvolvendo o raciocínio em</p><p>exercícios dos mais diversos, será interessante</p><p>saber qual defeito específico de um componente.</p><p>Neste caso, como a queda de tensão sobre D1 é</p><p>muito grande podemos afirmar que o defeito será</p><p>D1 aberto.</p><p>Se o diodo não existisse (como na figura 37c)</p><p>ficaríamos com 2 circuitos série, sendo o primeiro</p><p>formado por R1 e R2, que fazendo seu</p><p>dimensionamento chegaremos a 1x para R1 e 2x</p><p>Só para confirmar nosso defeito, vamos analisar os</p><p>resistores do circuito. Neste caso, também não</p><p>temos um circuito série, mas se prestarmos um</p><p>pouco de atenção, perceberemos que R1, D2 e R2</p><p>formam um sub-circuito série (como mostra a figura</p><p>36b) e com isso, os resistores poderão ser</p><p>analisados pela suas tensões proporcionais a suas</p><p>resistências. Sobre R1 temos 2,1V e também sobre</p><p>R2 temos 2,1V e isso será proporcional a sua</p><p>resistências que são iguais (1kW) mantendo a</p><p>proporção de 1 para 1 de suas tensões. A segunda</p><p>sub-malha série é formada por D3, R4 e D4; mas</p><p>esta malha possui um só resistor e por isso não</p><p>podemos aplicar a análise por proporção.</p><p>+20V D1</p><p>D2</p><p>D3</p><p>D4</p><p>R3</p><p>4kW</p><p>C</p><p>D</p><p>E</p><p>A</p><p>B</p><p>4,8V</p><p>4,2V</p><p>0,6V</p><p>2,7V</p><p>2,1V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>+20V D1</p><p>D2</p><p>D3</p><p>D4</p><p>R3</p><p>4kW</p><p>C</p><p>D</p><p>E</p><p>A</p><p>B</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>15,2V</p><p>15,2V</p><p>2,1V</p><p>2,1V</p><p>0,6V</p><p>0,6V</p><p>0,6V</p><p>3,6V</p><p>D1 aberto</p><p>D1</p><p>A</p><p>B</p><p>6V</p><p>6V</p><p>+12V R1</p><p>1kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>D1</p><p>A B</p><p>+12V R1</p><p>1kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>D1 em curto</p><p>6V</p><p>6V</p><p>6V</p><p>6V</p><p>0V</p><p>4V</p><p>8V</p><p>A</p><p>B +12V R1</p><p>1kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>D1 em curto</p><p>4V</p><p>8V</p><p>8V</p><p>4V</p><p>D1</p><p>figura 36a</p><p>figura 36b</p><p>figura 37a</p><p>figura 37b</p><p>figura 37c</p><p>72 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Se D1 está polarizado, ele deve se comportar como</p><p>uma chave fechada. Com isso, podemos simplificar</p><p>nosso circuito como sendo 4 resistores em paralelo 2</p><p>a 2, como mostra a figura 39c.</p><p>Exemplo 14: A figura 38a, tem o mesmo circuito do</p><p>exemplo anterior, vamos começar colocando as</p><p>tensões sobre os componentes.</p><p>Teremos 1x para R1 e 2x para R2, totalizando 3x</p><p>que dividirá a tensão da fonte em 4V para cada 1x</p><p>(12V ÷ 3). Então, no ponto A, teríamos 8V (2x de</p><p>R2). A segunda malha série é formada por R3 e R4,</p><p>da mesma maneira que na primeira malha também</p><p>teremos 3x, 2x para R3 e 1x para R4, então</p><p>teríamos no ponto B a tensão de 4V (1x de R4).</p><p>Neste caso, teríamos uma polarização direta sobre</p><p>D1 com 4V, que corresponde às quedas de tensão</p><p>entre o ponto A e B, indicando que o defeito</p><p>realmente é D1 aberto, e não D1 alterado, que</p><p>desviaria corrente, aproximando as tensões dos</p><p>pontos A e B.</p><p>Na figura 39b, temos as tensões sobre os</p><p>componentes, em R1 temos 6,9V, em R2 temos</p><p>5,1V, em R3 temos 7,5 V, em R4 temos 4,5V e</p><p>finalmente em D1 temos 0,6V. Nossa análise deve</p><p>começar com D1, que está diretamente polarizado</p><p>e com 0,6V sobre ele, indicando que D1 deve estar</p><p>“bom”.</p><p>para R2 totalizando 3x que dividirá a tensão da fonte</p><p>em 4V para cada 1x (12V ÷ 3). Então no ponto A,</p><p>teríamos 8V (2x de R2). A segunda malha série é</p><p>formada por R3 e R4, da mesma maneira que na</p><p>primeira malha também teremos 3x, 2x para R3 e 1x</p><p>para R4, então teríamos no ponto B a tensão de 4V</p><p>(1x de R4). Neste caso, teríamos uma polarização</p><p>direta sobre D1 com 4V de queda entre o ponto A e</p><p>B, indicando que o defeito é, sem dúvida, D1 em</p><p>curto.</p><p>Nossa análise começa com D1, que está</p><p>diretamente polarizado, só que tem 4V sobre ele,</p><p>indicando que D1 está aberto ou alterado. Para</p><p>confirmar o defeito, podemos pensar da seguinte</p><p>maneira: se D1 estiver aberto, as tensões do</p><p>circuito deverão ser aquelas no qual não existe D1.</p><p>Portanto as tensões serão de 2 malhas série (R1 e</p><p>R2 - R3 e R4). Vamos então, calcular as tensões</p><p>nessas malhas série.</p><p>Na figura 38b, temos as tensões sobre os</p><p>componentes, em R1 temos 4V, em R2 temos 8V,</p><p>em R3 temos também 8V. Já em R4, temos 4V e</p><p>finalmente em D1 temos também 4V.</p><p>Exemplo 15: O circuito da figura 39a, é idêntico ao</p><p>dos últimos exemplos e como sempre vamos</p><p>analisar as tensões sobre os componentes.</p><p>Nosso circuito é bem complexo, onde a corrente</p><p>circulante por R1 é desviada parcialmente para R4,</p><p>indo se somar com a corrente circulante por R3.</p><p>Não temos nenhuma malha série para poder</p><p>analisar a proporção dos resistores, nos deixando</p><p>com uma análise um pouco difícil. Nesses casos em</p><p>que o circuito é complexo, devemos simplificar os</p><p>componentes, usando modelos semelhantes e</p><p>depois transformando nosso circuito em um circuito</p><p>série equivalente para depois aplicarmos a análise</p><p>das tensões do circuito.</p><p>D1</p><p>A</p><p>B</p><p>8V 4V</p><p>+12V R1</p><p>1kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>D1</p><p>A B</p><p>+12V R1</p><p>1kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>D1 aberto</p><p>4V</p><p>8V</p><p>8V</p><p>4V</p><p>4V</p><p>D1</p><p>A</p><p>B</p><p>5,1V</p><p>4,5V</p><p>+12V R1</p><p>1kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>D1</p><p>B A</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>6,9V 7,5V</p><p>5,1V 4,5V</p><p>0,6V</p><p>figura 38a</p><p>figura 38b</p><p>figura 39a</p><p>figura 39b</p><p>73ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Devemos alertar ao aluno que este procedimento</p><p>introduz erros de tensões que neste caso não</p><p>ultrapassam 10%, o que é tolerável; mas para diodos</p><p>que possuam tensões mais altas (2 ou 3 diodos</p><p>juntos ou zener), este procedimento pode “mascarar”</p><p>o defeito não permitindo uma análise correta.</p><p>Voltando à nossa análise, estamos achando os Req,</p><p>R1 paralelo com R3 forma um Req de 660W Como R1</p><p>vale 1x e R3 vale 2x, totalizando 3x, dividirá R3 (maior</p><p>resistor) chegando a Req (2kW ÷ 3x = 660W). Em R2</p><p>paralelo a R4, teremos R4 vale 1x e R2 vale 2x,</p><p>totalizando também 3x que dividirá R2, formando um</p><p>Req também de 660W.</p><p>O próximo passo, é passar para um circuito série que</p><p>pode ser feito achando os resistores equivalentes</p><p>(Req) para R1 paralelo a R3 e R2 paralelo a R4. Este</p><p>procedimento é uma simplificação aproximada e não</p><p>exata, pois na realidade R1 não está em paralelo a</p><p>R3, mas para a análise de defeito este procedimento</p><p>é válido, já que a queda de tensão no diodo D1 que</p><p>interliga os resistores possui uma queda de tensão de</p><p>apenas 0,6V.</p><p>O próximo passo será substituir os Req nas malhas</p><p>paralelas formando um circuito série, como pode ser</p><p>visto na figura 39d.</p><p>As quedas de tensões sobre os Req, deverão ser</p><p>calculadas pela média de tensão dos pontos A e B, já</p><p>que agora estes pontos foram unificados, portanto a</p><p>tensão sobre R1/R3 será 7,2V e sobre R2/R4 será</p><p>4,8V. Temos agora um circuito série e os resistores</p><p>(Req) deverão manter a proporção entre suas</p><p>tensões e o valor de suas resistências. Podemos ver</p><p>na figura 39d, que a queda de tensão na Req de cima</p><p>é maior que a queda da Req de baixo. Como as</p><p>resistências são iguais, as tensões deveriam também</p><p>ser iguais; como isto não ocorreu indica que a Req de</p><p>cima está alterada para aproximadamente 1kW,</p><p>devido a proporção de sua tensão (660W é</p><p>proporcional a 4,8V então 7,2V será proporcional</p><p>a</p><p>1kW), como mostra a figura 39d.</p><p>Voltando às malhas paralelas da figura 39c, podemos</p><p>ver que o Req de cima corresponde a 2 resistores</p><p>paralelos um de 1kW e outro de 2kW.� Como a malha</p><p>alterou para 1kW podemos concluir que R3 está</p><p>aberto, ficando nossa malha com apenas um resistor</p><p>de 1kW, o que é compatível com o Req.</p><p>Antes de encerrarmos nossa análise devemos</p><p>sempre verificar se o defeito encontrado justifica as</p><p>tensões sobre os componentes, e só depois</p><p>poderemos ter certeza que realmente esse é o</p><p>componente defeituoso.</p><p>Neste caso, vamos retirar R3 do circuito, já que ele foi</p><p>considerado um resistor aberto e verificar qual seriam</p><p>as tensões agora. Ficaríamos com R2 em paralelo a</p><p>R4, formando um Req de 660W, como já foi calculado</p><p>anteriormente (considerando o diodo D1 como um</p><p>curto), teríamos um circuito série formado por R1 de</p><p>1kW e Req de 660W. Req seria 1x e R1 seria 1,5x,</p><p>valores esses proporcionais as suas quedas de</p><p>tensão (4,8V ~ 1x e 7,2V ~ 1,5x). Então podemos</p><p>confirmar que o componente defeituoso é R3 que</p><p>está aberto, como mostra a figura 39e.</p><p>RESUMO: Podemos fazer um apanhado de nossas</p><p>análises, onde devemos sempre começar a análise</p><p>de defeitos colocando as tensões sobre os</p><p>componentes, depois devemos verificar as</p><p>polarizações dos diodos, para saber se há algum</p><p>com defeito, e os que estiverem “bons”, deverão ser</p><p>considerados, para efeito de análise, uma chave</p><p>fechada.</p><p>Se o circuito “resultante” for um circuito série,</p><p>faremos a análise dos resistores pela comparação</p><p>da proporção entre suas resistências e as quedas de</p><p>tensão sobre eles, chegando assim rapidamente ao</p><p>componente defeituoso.</p><p>Se o circuito não for série, devemos primeiramente</p><p>tentar localizar no circuito pequenas malhas série</p><p>que poderão ser analisadas em separado e com isso</p><p>poderemos achar um componente defeituoso ou</p><p>eliminar componentes que estão funcionando</p><p>corretamente, fazendo assim uma simplificação do</p><p>circuito e facilitando a análise.</p><p>Por último se o circuito for mais complexo, devemos</p><p>substituir as malhas paralelas por resistores</p><p>equivalentes (lembrando das aproximações de</p><p>diodos por “curtos”), tentando chegar a circuitos</p><p>série e depois através de suas quedas de tensão</p><p>fazermos a análise das proporções entre resistência</p><p>e tensão (lembramos que este método só pode ser</p><p>aplicado a resistores em circuito série), chegando</p><p>através da lógica ao componente defeituoso.</p><p>D1</p><p>B A</p><p>+12V R1</p><p>1kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>R3 aberto</p><p>B A</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW Req</p><p>660W</p><p>Req</p><p>660W</p><p>+12V+12V+12V</p><p>7,2V</p><p>4,8V</p><p>A B</p><p>Alterou</p><p>P/ 1kW</p><p>D1</p><p>figura 39c</p><p>figura 39d</p><p>figura 39e</p><p>74 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>+15V</p><p>R1</p><p>300W R3</p><p>10kW</p><p>R7</p><p>10kW</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>R8</p><p>22kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>R6</p><p>22kW</p><p>R10</p><p>10kW</p><p>R12</p><p>47kW</p><p>R14</p><p>100kW</p><p>R5</p><p>10kW</p><p>R9</p><p>22kW</p><p>R11</p><p>100kW</p><p>R13</p><p>47kW</p><p>S</p><p>T</p><p>U V</p><p>W</p><p>X</p><p>Y</p><p>Z</p><p>A1</p><p>D1</p><p>D3 D4 D5</p><p>D3</p><p>D2</p><p>15V</p><p>14,4V</p><p>14,4V</p><p>4V</p><p>4V</p><p>10,2V</p><p>4,8V</p><p>15V</p><p>10V</p><p>+20V</p><p>R1</p><p>10kW R4</p><p>1,2kW</p><p>R8</p><p>1,2kW</p><p>R5</p><p>2k2W</p><p>R9</p><p>2,2kW</p><p>R3</p><p>100W</p><p>R2</p><p>100kW</p><p>R7</p><p>2,2kW</p><p>R11</p><p>1,2kW</p><p>R13</p><p>100W</p><p>R15</p><p>2,2kW</p><p>R6</p><p>1,2kW</p><p>R10</p><p>2,2kW</p><p>R12</p><p>2,2kW</p><p>R14</p><p>1,2kW</p><p>B1</p><p>C1</p><p>D1 E1</p><p>F1</p><p>G1</p><p>H1</p><p>I1</p><p>J1</p><p>K1</p><p>L1</p><p>D2 D3 D4 D5 D6</p><p>D1</p><p>2,2V</p><p>2,2V</p><p>2,2V</p><p>15,7V</p><p>15,1V</p><p>14,5V</p><p>20V</p><p>6,1V</p><p>5,7V</p><p>2,2V</p><p>2,2V</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>300W</p><p>D1</p><p>A</p><p>B</p><p>C</p><p>D</p><p>E</p><p>F</p><p>L</p><p>K</p><p>M</p><p>N</p><p>O</p><p>O</p><p>P</p><p>Q</p><p>R</p><p>G</p><p>H</p><p>I</p><p>J</p><p>D3</p><p>D4</p><p>D5</p><p>D11</p><p>D12</p><p>D13</p><p>D14D6</p><p>D7</p><p>D8</p><p>D9</p><p>D10</p><p>D2</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>R4</p><p>2,2kW</p><p>R3</p><p>1,2kW</p><p>R5</p><p>10kW</p><p>R6</p><p>3kW</p><p>R8</p><p>100kW</p><p>R10</p><p>1W</p><p>R11</p><p>10MW</p><p>R7</p><p>3kW</p><p>R9</p><p>1kW</p><p>0,6V</p><p>1,8V</p><p>11,4V</p><p>5,2V</p><p>5,8V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>11,4V</p><p>5,7V</p><p>2V</p><p>2,6V</p><p>0V</p><p>12V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>Localize o componente defeituoso, pelas indicações de tensões nos círculos</p><p>1 2 3 4 5 6 7 8</p><p>1211109</p><p>13 14 15 16</p><p>1) - D1 alterado 2) sem defeito 3) R3 alterado para 2,6k 4) R5 aberto 5) D11 com fuga 6) R9 alterado para</p><p>21k 7) R11 aberto 8) ligação do lado de cima do diodo aberto 9) sem defeito aparente 10) D3 em curto 11)</p><p>D4 aberto 12) R12 aberto 13) R3 alterado 14) R5 alterado 15) R9 aberto 16) D6 em curto</p><p>Atenção: após a leitura e/ou estudo detalhado desta aula, parta para a feitura dos</p><p>blocos de exercícios M2-21 à M2-24. Não prossiga para a aula seguinte sem ter</p><p>certeza que seu resultado nos blocos é acima de 85%. Lembre-se que o verdadeiro</p><p>aprendizado, com retenção das informações desta aula, somente será alcançado com</p><p>todos os exercícios muito bem feitos. Portanto, tenha paciência pois será no dia-a-dia</p><p>da feitura dos blocos alcançará um excelente nível em eletrônica.</p><p>75ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>AULA</p><p>7</p><p>DIODOS EM CORRENTE ALTERNADA</p><p>RETIFICADORES - CEIFADORES - DOBRADORES</p><p>Diodo retificador de meia-onda</p><p>Filtragem com capacitor e onda-completa</p><p>Retificador de pico - circuito grampeador</p><p>Dobrador de meia-onda e onda-completa</p><p>DIODO EM CORRENTE ALTERNADA</p><p>Até agora, analisamos o comportamento do diodo</p><p>e m c o r r e n t e c o n t í n u a , a n a l i s a n d o s e u</p><p>dimensionamento e também análise de defeitos.</p><p>Vamos agora descrever algumas aplicações do</p><p>diodo em corrente alternada.</p><p>Primeiramente, vamos estudar o diodo como</p><p>retificador de tensão, pois esta é uma das principais</p><p>utilizações deste componente.</p><p>A RETIFICAÇÃO é a capacidade de transformar</p><p>uma tensão ou corrente alternada em contínua</p><p>(força aplicada ou corrente que atua em um mesmo</p><p>sentido), que em geral é pulsante (sem capacitor ).</p><p>Existem várias formas de retificar a tensão de um</p><p>transformador, ou mesmo diretamente de um</p><p>gerador de tensão alternada (rede elétrica por</p><p>exemplo).</p><p>Diodo retificador de meia onda</p><p>Assim, teremos sobre a carga, somente picos de</p><p>potencial positivo (tensão contínua pulsante),</p><p>sendo rejeitados os picos de potencial negativo.</p><p>Esta retificação é chamada de MEIA-ONDA, porque</p><p>trabalha apenas com metade do ciclo completo (no</p><p>caso os semi-ciclos positivos).</p><p>Já para o instante de tempo T2, haverá uma tensão</p><p>no transformador acima da 0,6V, o que permite a</p><p>polarização do diodo D1, transferindo para a carga</p><p>RL, uma tensão positiva, como mostra a figura 1B.</p><p>Existe uma diferença de 0,6V entre a tensão gerada</p><p>pelo transformador e a tensão levada à carga, que</p><p>para as análises gerais será desconsiderada, onde</p><p>d i remos s imp lesmente que a tensão do</p><p>transformador foi passada para a saída.</p><p>Primeiramente, devemos considerar o instante T1,</p><p>onde não temos tensão aplicada ao transformador.</p><p>Isto resultará tanto em uma tensão zerada no ponto</p><p>“A” como no ponto “B”.</p><p>Logo em seguida, começa novamente a aparecer</p><p>tensão no secundário do transformador, só que</p><p>negativa em relação a massa, impedindo que o</p><p>diodo seja polarizado. Assim, não manifesta-se</p><p>corrente pela carga RL, mantendo-se em zero volt,</p><p>como mostramos do instante T5 ao T9, da figura 1B.</p><p>Na figura 2, retiramos um dos pontos do</p><p>transformador diretamente da massa, colocando o</p><p>resistor R2 entre este ponto e a massa.</p><p>Como o transformador de força induz uma tensão</p><p>máxima de 20Vp, analisaremos o que acontecerá</p><p>com a tensão no ponto “A” e “B”, pela figura 1A e 1B.</p><p>O diodo D1 manter-se-á em condução praticamente</p><p>até o instante T5, onde a tensão do seu anodo será a</p><p>mesma da massa (zero volt), não mais sendo</p><p>polarizado.</p><p>Apesar disto, o aluno deverá ter como certo que o</p><p>transformador continuará recebendo uma tensão de</p><p>20Vp induzida (ora com uma polaridade, ora com</p><p>A figura 1, mostra-nos uma forma clássica de</p><p>retificação em meia-onda. O diodo D1, na figura,</p><p>terá como objetivo manter uma corrente em um</p><p>único sentido pela carga RL.</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>RL</p><p>A B</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp = 20V</p><p>-Vp = -20V</p><p>+ +</p><p>-</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp = 19,4V</p><p>+ +</p><p>figura 1</p><p>figura 1b</p><p>figura 1a</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1figura 1</p><p>figura 1</p><p>76 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA</p><p>INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Já nos gráficos 2a, 2b e 2c, mostramos as formas de</p><p>onda observadas nos pontos “A”, “C” e “B” da figura</p><p>2, neles temos as formas de onda em relação a</p><p>massa do circuito e não do ponto inferior do</p><p>transformador, que na figura 1 era nossa referência</p><p>(massa).</p><p>Percebam que este circuito da figura 3 é idêntico ao</p><p>da f igura 02, tendo apenas remanejado</p><p>visualmente, a posição dos resistores para o aluno</p><p>perceber melhor o divisor resistivo formado por R1 e</p><p>R2.</p><p>Na figura 4, temos outra forma de ligar o diodo D1,</p><p>permitindo que para a carga (RL) vão somente os</p><p>semi-ciclos positivos do transformador. A figura 4A,</p><p>mostra que no ponto “A” surgem apenas semi-ciclos</p><p>de tensão positivos, pois quando o ponto “A” ficar</p><p>positivo e o ponto “B” negativo, conduzirá o diodo,</p><p>mantendo este ponto à massa, permitindo o</p><p>aparecimento do potencial positivo no ponto “A”.</p><p>Então, no instante T3, temos uma tensão de apenas</p><p>+10V no ponto “A”, e não de 20 Volts como vimos</p><p>anteriormente. Mas, se notarmos, a forma de onda</p><p>do ponto “B” no mesmo instante (T3), veremos que</p><p>está com -10V, ou seja, continuaremos a ter 20V</p><p>induzidos no secundário do transformador.</p><p>No meio-c ic lo seguinte haverá a mesma</p><p>manifestação de tensão que houve no primeiro e a</p><p>tensão será como antes. A resultante na saída “C”,</p><p>será de uma tensão pulsante positiva, com</p><p>retificação em meia onda. A diferença em relação a</p><p>forma de onda da figura 1B, será que tínhamos</p><p>semi-ciclos positivos com 20V de amplitude e aqui</p><p>somente 10V (devido a queda de tensão em R2).</p><p>Ainda outro fato interessante acontece, no meio-</p><p>ciclo seguinte da rede elétrica, pois com o potencial</p><p>negativo no ponto “A” e positivo no ponto “B”, não</p><p>haverá a circulação de corrente pela malha e em</p><p>consequência disto, a impedância criada pelo diodo</p><p>D1 será altíssima. Assim o transformador não</p><p>transferirá sua tensão para o circuito, apesar de</p><p>continuar recebendo indução de 20V do primário</p><p>(instantes de T5 a T9).</p><p>outra), como mostramos na figura 1.</p><p>Antes tínhamos 20 volts positivos no ponto “A” e</p><p>zero volt no ponto “B” que estava aterrado; agora, na</p><p>verdade, os dois enrolamentos do transformador</p><p>apresentam a mesma “impedância” (ou resistência</p><p>equivalente) em relação à massa. Podemos definir</p><p>melhor o que seria isto, observando a figura 3, que</p><p>mostra-nos o circuito equivalente com dois</p><p>resistores, tendo seu ponto comum ligado à massa.</p><p>No instante T6, tanto para a figura 2 como 3, define</p><p>bem como seria manifestada a tensão de saída. O</p><p>diodo D1 está cortado, e o circuito de menor</p><p>resistência será via R2 que prenderá o ponto de</p><p>baixo do transformador à massa (ponto “B”), não</p><p>havendo manifestação de tensão neste ponto</p><p>(figura 2B). Já no ponto “A”, a tensão ficará com -</p><p>20V, criando uma forma de onda desbalanceada em</p><p>tensão (figura 2A).T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp = 10V</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp = 10V</p><p>-Vp = -20V</p><p>T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13</p><p>-Vp = -10V</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>A C</p><p>B</p><p>R1</p><p>1k W</p><p>R2</p><p>1k W</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>RL</p><p>A</p><p>B</p><p>figura 2a</p><p>figura 2b</p><p>figura 2c</p><p>figura 3</p><p>figura 4</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1figura 1</p><p>figura 1</p><p>CD1</p><p>TR1</p><p>R1</p><p>1k W</p><p>R2</p><p>1k W</p><p>A</p><p>B</p><p>figura 2</p><p>77ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Na figura 6, vemos detalhes de como o ripple se</p><p>manifesta. Este ripple é definido como uma</p><p>variação de tensão pico-a-pico, devendo ser a</p><p>menor possível conforme a necessidade do</p><p>equipamento alimentado. Nesta figura, vemos que</p><p>o ripple varia de 15V até 20V, resultando em uma</p><p>variação de 5Vpp (25% da tensão total da fonte).</p><p>Recomendamos ao aluno repassar a matéria que</p><p>foi abordada ainda no módulo 1 – aula 14, sobre a</p><p>medição de formas de onda, em específico ripple de</p><p>fonte.</p><p>Os semi-ciclos retificados do circuito retificador de</p><p>meia-onda poderão ser usados para fornecer a</p><p>carga RL uma tensão contínua. Para isso, o uso do</p><p>capacitor será indispensável.</p><p>Se não fosse pelo consumo da carga RL que retira</p><p>cargas de C1, enquanto não vem outro ciclo de</p><p>energia, teríamos uma tensão sempre constante.</p><p>Mas, na ausência do semi-ciclo, C1 perderá um</p><p>pouco de sua carga pelo consumo da carga RL.</p><p>Novamente, surge outro semi-ciclo e a carga</p><p>perdida é reposta. Neste carrega e descarrega,</p><p>teremos uma variação de tensão chamada de ripple</p><p>com frequência de 60Hz. O nível desta variação</p><p>depende da “distância” entre um pulso e outro, ou</p><p>seja, do tempo em que C1 fica sem suprimento de</p><p>carga. Nas figuras 5A e 5B podemos conferir as</p><p>formas de onda na saída do circuito.</p><p>Analisando o circuito da figura 5, vemos uma</p><p>retificação e filtragem das mais utilizadas, onde o</p><p>diodo D1 retificará os semi-ciclos positivos para a</p><p>carga do capacitor C1, criando assim uma tensão</p><p>para a polarização da resistência de carga R1.</p><p>Quando os semi-ciclos retificados forem aplicados</p><p>sobre C1, este se carregará com a tensão de pico</p><p>dos mesmos, mantendo uma tensão contínua no</p><p>catodo do diodo D1.</p><p>Quando a polaridade do transformador se inverter,</p><p>haverá surgimento de um potencial negativo no</p><p>ponto “A” e positivo no ponto “B” cortando o diodo.</p><p>Com isto o diodo terá uma alta resistência a</p><p>manifestação da tensão, ficando o ponto de cima do</p><p>transformador ligado ao resistor R1 e à massa,</p><p>permanecendo em zero volt, surgindo agora o</p><p>potencial positivo do transformador no ponto “B”</p><p>(figura 4B), mantendo uma diferença de potencial</p><p>de 20V sobre o transformador.</p><p>Assim, teremos na figura 5A a forma de onda do</p><p>ponto “A”, uma senoide de 40Vpp com seus semi-</p><p>ciclos positivo e negativo. Já no ponto “B” aparecerá</p><p>somente a tensão contínua com um leve ripple</p><p>(ondulação), como mostramos na figura 5B. O</p><p>ripple é uma variação da tensão da fonte que será</p><p>maior ou menor dependendo da carga do capacitor</p><p>ou ainda do consumo da resistência de carga.</p><p>FILTRAGEM COM CAPACITOR</p><p>Na figura 7, temos outro circuito retificador já</p><p>mostrado na figura 4, mas agora com o capacitor C1</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp = 20V</p><p>+ +</p><p>T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp = 20V</p><p>+</p><p>T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp = 20V</p><p>+Vp ~ 20V</p><p>-Vp = -20V</p><p>+ +</p><p>-</p><p>Carga do capacitor Carga do capacitorDescarga do capacitor</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>RL</p><p>A B</p><p>C1</p><p>T</p><p>RIPPLE</p><p>Vp = 20V</p><p>V = 15V</p><p>V = 5Vppripple</p><p>figura 4a</p><p>figura 4b</p><p>figura 5</p><p>figura 5a</p><p>figura 5b</p><p>figura 6</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1figura 1</p><p>figura 1</p><p>78 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>RETIFICAÇÃO EM ONDA COMPLETA</p><p>Este tipo de circuito pode ser utilizado para criar</p><p>tensões ou variações rápidas de tensões maiores,</p><p>desde que o consumo seja baixo, não vindo a</p><p>prejudicar ao armazenamento de tensão feito em</p><p>C1.</p><p>Neste circuito podemos ver pela figura 7A, que</p><p>também temos um ripple na saída sobre o</p><p>capacitor, cuja frequência de oscilação será a</p><p>mesma da rede, que neste caso é de 60Hz.</p><p>Podemos dizer que enquanto o ponto “A” do</p><p>transformador cria uma tensão de +20V positivos, o</p><p>ponto “B” do mesmo transformador estará</p><p>recebendo uma tensão de -20V em relação a</p><p>massa. No total teríamos induzido no secundário</p><p>uma tensão de 40V, mas sendo aproveitados</p><p>Suas formas de onda podem ser observadas nos</p><p>gráficos das figuras 7A e 7B, que correspondem aos</p><p>pontos A e B respectivamente.</p><p>Na figura 7A, podemos ver a representação dos</p><p>semi-ciclos positivos sendo retificados e filtrados,</p><p>gerando uma tensão aproximada de 20V com um</p><p>leve ripple. Neste mesmo instante, podemos ver</p><p>que em “B” a tensão estará zerada</p><p>devido a</p><p>condução do diodo D1, fixando este ponto na</p><p>referência terra. Quando a polaridade de tensão</p><p>deste transformador inverter, será mantida a tensão</p><p>sobre o capacitor C1 em aproximadamente 20V,</p><p>enquanto que o ponto “B” tornar-se-á positivo,</p><p>somando +20V. Como o d i odo D1 f i ca</p><p>completamente cortado neste meio tempo, haverá</p><p>uma elevação de potencial neste ponto para</p><p>aproximadamente 40V positivos em relação a</p><p>massa. Apesar de parecer que o transformador</p><p>gerou esta tensão, ela é resultado da somatória</p><p>entre a tensão de 20V armazenada no capacitor C1,</p><p>mais a tensão induzida no transformador de 20V,</p><p>mantendo a diferença de potencial de 20V sobre o</p><p>transformador.</p><p>de filtragem, que irá tornar a tensão pulsante em</p><p>uma tensão contínua.</p><p>Em fontes de alimentação convencionais (apenas</p><p>com retificação e filtragem), o ripple deverá ficar em</p><p>torno de 10% da tensão máxima de alimentação.</p><p>No caso de uma fonte de 12V, seria aceitável</p><p>encontrar uma variação que iria de 11,4V até 12,6V.</p><p>O ripple sempre deverá ser visualizado com o</p><p>consumo máximo especificado para determinada</p><p>fonte, pois fica claro que sem consumo, não haverá</p><p>d e s c a r g a d o c a p a c i t o r d a f o n t e e</p><p>consequentemente não haverá ripple.</p><p>Para melhor exemplificar uma fonte convencional</p><p>com retificação de meia onda, temos a figura 8:</p><p>A retificação em onda completa é a capacidade de</p><p>levar para a carga os dois semi-ciclos de tensão</p><p>gerados pelo transformador, mas de forma</p><p>retificada, ou seja, estes ciclos sempre positivos ou</p><p>sempre negativos. A figura 9, mostra-nos um</p><p>transformador de rede, que possui em seu</p><p>secundário um enrolamento com center-tape,</p><p>gerando uma tensão de 20V+20V (pronuncia-se</p><p>“vinte mais vinte volts”), ou 40V, considerando os</p><p>extremos do transformador, desconsiderando o</p><p>pino central do transformador ou “center tape” (tape</p><p>pronuncia-se “teipe”).</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>RL</p><p>A</p><p>B</p><p>C1</p><p>T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp ~ 40V</p><p>+</p><p>T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp ~ 20V</p><p>Carga do capacitor Carga do capacitorDescarga do capacitor</p><p>+ +</p><p>D1</p><p>1N4007</p><p>TR1</p><p>110Vac x 9Vac</p><p>500mA</p><p>C1</p><p>1000f</p><p>16V</p><p>m</p><p>fusível</p><p>+12Vdc</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>D2</p><p>RL</p><p>C</p><p>B</p><p>A</p><p>figura 7</p><p>figura 7a</p><p>figura 7b</p><p>figura 8</p><p>figura 9</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1figura 1</p><p>figura 1</p><p>79ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>As formas de onda respectivas dos pontos “A”, “B” e</p><p>“C”, podem ser vistas nas figuras 11A, 11B e 11C</p><p>somente +20V que serão retificados pelo diodo D1</p><p>e levados à resistência de carga RL.</p><p>No semi-ciclo seguinte, podemos ver que em “B”</p><p>(figura 9B) surge um potencial positivo (enquanto</p><p>que em “A” negativo, como mostra figura 9A),</p><p>fazendo o diodo D1 cortar e o diodo D2 conduzir</p><p>levando novo semi-ciclo positivo à resistência de</p><p>carga (RL).</p><p>Ficamos assim no ponto “C”, com os dois semi-</p><p>ciclos gerados pelo transformador levados a carga,</p><p>resultando no que é mostrado na figura 9C. Com a</p><p>repetição dos semi-ciclos positivos, haverá</p><p>pequena interrupção na tensão de alimentação</p><p>para a resistência de carga.</p><p>Podemos observar pela figura 10A, que o ripple</p><p>apresentado pela retificação em onda completa é</p><p>bem menor que o ripple apresentado por uma</p><p>retificação de meia onda, para uma mesma carga</p><p>(RL).</p><p>Colocando agora um capacitor de filtro a este</p><p>circuito como vemos na figura 10, teremos também</p><p>uma tensão contínua já com ripple menor, pois logo</p><p>que um dos semi-ciclos termina, outro já começa.</p><p>Na figura 11, temos mais um circuito de fonte com</p><p>retificação em onda completa, onde vemos que o</p><p>transformador deverá gerar uma tensão de pico de</p><p>20V, onde obteremos na saída (através do arranjo</p><p>dos diodos) em uma retificação em onda completa.</p><p>Essa configuração com 4 diodos é chamada de</p><p>r e t i f i c a ç ã o e m p o n t e e é u s a d a c o m</p><p>transformadores que não tem “center-tape” ou pra</p><p>retificação direta da rede elétrica.</p><p>Na figura 10A, temos a forma de onda do ponto “C”,</p><p>onde temos uma tensão contínua com um ripple,</p><p>cujas oscilações agora terão o dobro da frequência</p><p>da tensão da rede (60Hz) ficando com um ripple de</p><p>120Hz. Já as formas de onda dos pontos “A” e “B”</p><p>são as mesmas das figuras 9A e 9B.</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp</p><p>-Vp</p><p>+ +</p><p>-</p><p>--</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp</p><p>-Vp</p><p>+</p><p>T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+ + +</p><p>--</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp</p><p>-Vp</p><p>+ +</p><p>-</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp</p><p>-Vp</p><p>+</p><p>--</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp</p><p>-Vp</p><p>+ +</p><p>-</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp</p><p>-Vp</p><p>+</p><p>C1</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>D2</p><p>RL</p><p>C</p><p>B</p><p>A</p><p>T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13</p><p>RIPPLE</p><p>RL</p><p>C</p><p>B</p><p>A</p><p>D1</p><p>D3</p><p>D2</p><p>D4</p><p>figura 9a</p><p>figura 9b</p><p>figura 9c</p><p>figura 10</p><p>figura 10A</p><p>figura 11</p><p>figura 11a</p><p>figura 1</p><p>figura 11b</p><p>figura 1</p><p>80 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>respectivamente, mas é interessante perceber que</p><p>tanto no ponto “A” como no ponto “B”, não haverá o</p><p>ciclo negativo de tensão (com referência à massa).</p><p>Isto ocorre devido o ponto de massa não estar</p><p>ligado diretamente ao transformador e sim através</p><p>de um diodo (D2 ou D4).</p><p>Assim teremos uma retificação em onda completa</p><p>dos semi-ciclos para a carga, como mostrado na</p><p>figura 11C.</p><p>Na figura 14 podemos ver a fonte de alimentação</p><p>com retificação em onda-completa (em ponte) e</p><p>com capacitor de filtro, que resulta na forma de</p><p>onda sobre a resistência de carga indicada na figura</p><p>14C.</p><p>Se o consumo da carga for muito alto, o ripple</p><p>gerado poderá gerar problemas de distorções de</p><p>sinal e daí torna-se necessário uma melhor</p><p>filtragem da tensão da fonte. Uma saída para a</p><p>filtragem é a utilização do choque de filtro que é um</p><p>transformador (bobina) que bloqueará variações de</p><p>médias ou altas frequências (ripples), diminuindo-</p><p>os consideravelmente.</p><p>Para melhor explicar o funcionamento dos 4 diodos</p><p>em ponte, vamos considerar em primeiro lugar que</p><p>o ponto “A” do transformador fique com um</p><p>potencial positivo (figura 12a) e o ponto “B” com</p><p>potencial negativo (como mostramos as formas de</p><p>onda correspondentes aos pontos “A” e “B” na</p><p>f igura 12b, mas em re lação ao própr io</p><p>transformador e não a massa) haverá uma</p><p>circulação de corrente I pelo diodo D1, passando</p><p>pela resistência de carga e retornando pelo diodo</p><p>D4 ao ponto “B” do transformador.</p><p>Quando houver a inversão da polaridade do</p><p>transformador ficando o ponto “A” negativo e o</p><p>ponto “B” positivo, haverá uma circulação de</p><p>corrente via D3 que passará pela resistência de</p><p>carga no mesmo sentido anterior, retornando pelo</p><p>diodo D2 ao transformador no ponto “A”.</p><p>As formas de onda nos pontos “A” e “B” são as</p><p>mesmas das figuras 11A e 11B, e a do ponto “C” é</p><p>apresentada na figura 14C.</p><p>Na figura 15, damos um exemplo de uma fonte</p><p>retificada com 4 diodos em ponte (onda completa),</p><p>onde sobre o capacitor C1 teremos um ripple</p><p>geralmente em torno de 5% a 10% (dependendo do</p><p>consumo da carga), mas sobre C2 teremos apenas</p><p>um ripple abaixo de 5% que geralmente está na</p><p>ordem de 2%, quando seus componente (C1,C2 e</p><p>L1) são bem dimensionados para a tensão e</p><p>consumo da carga.</p><p>Este tipo de filtragem utilizado na figura 15, onde</p><p>temos dois capacitores interligados por uma bobina</p><p>(ou um resistor de baixo valor), é chamado de filtro</p><p>T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+ + +</p><p>--</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp</p><p>-Vp</p><p>+ +</p><p>-</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp</p><p>-Vp</p><p>+</p><p>--</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp</p><p>-Vp</p><p>+ +</p><p>-</p><p>T1 T2 T3 T4</p><p>T5 T6 T7 T8</p><p>T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+Vp</p><p>-Vp</p><p>+</p><p>D4</p><p>D1</p><p>RL</p><p>B</p><p>B B</p><p>A</p><p>A A</p><p>+</p><p>-</p><p>I</p><p>D3</p><p>D2</p><p>RL</p><p>B</p><p>A</p><p>+</p><p>-</p><p>I</p><p>RL</p><p>C</p><p>B</p><p>A</p><p>C1 C2</p><p>L1</p><p>figura</p><p>11c</p><p>figura 12a</p><p>figura 12b</p><p>figura 13a</p><p>figura 13b</p><p>figura 14</p><p>figura 14c</p><p>figura 15</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1figura 1</p><p>figura 1</p><p>T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13</p><p>+ + +</p><p>T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13</p><p>RIPPLE</p><p>81ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Devemos ainda lembrar que nas retificações em</p><p>onda completa (em ponte ou não), a frequência de</p><p>oscilação do ripple é o dobro da frequência da</p><p>retificação em meia onda (60 Hz) sendo sempre de</p><p>120Hz para rede de 60Hz.</p><p>em “PI” devido a sua configuração que lembra a</p><p>letra grega.</p><p>OUTRAS APLICAÇÕES COM DIODOS</p><p>Retificador de pico</p><p>A figura 16 mostra uma aplicação já conhecida por</p><p>nós, ou seja, o retificador de pico. Consta-se de um</p><p>diodo retificando o sinal da entrada, e um capacitor</p><p>que filtrará os semi-ciclos retificados, gerando</p><p>assim, uma tensão contínua.</p><p>Caso o ripple de uma retificação em onda completa</p><p>apresente uma oscilação de 60Hz, poderemos ter</p><p>certeza que um dos diodos de retificação não está</p><p>funcionando, este defeito poderá aumentar muito a</p><p>amplitude do ripple, podendo até causar danos ao</p><p>equipamento que utiliza esta fonte.</p><p>Este tipo de circuito além de sua utilização em</p><p>fontes de alimentação, é muito utilizado em</p><p>circuitos de monitoração dos sinais, para</p><p>determinar a amplitude do sinal através de um nível</p><p>de tensão contínua, ou em circuitos de controle</p><p>automático de ganho (CAG), que controla o ganho</p><p>de um amplificador de acordo com a amplitude do</p><p>sinal, para manter o “nível” do sinal amplificado</p><p>sempre constante independente da amplitude</p><p>inicial do sinal (sinais “fracos” ou “fortes”).</p><p>Circuito grampeador</p><p>Um fato interessante a ser observado é que a</p><p>variação do semi-ciclo positivo tem uma amplitude</p><p>dobrada na saída do circuito. Podemos conferir na</p><p>figura 17 a forma de onda da saída deste circuito.</p><p>Isto se deve pelo seguinte:</p><p>Quando o semi-ciclo do sinal for negativo o diodo</p><p>D1 irá conduzir, deixando a saída com quase zero</p><p>volt (-0,6V), enquanto que na entrada temos a</p><p>excursão normal do semi-ciclo negativo. Note que</p><p>com a condução do diodo D1 teremos a carga do</p><p>capacitor C1. Supondo que o pico negativo seja de -</p><p>10V, teremos na saída -0,6V (condução de D1) e</p><p>sobre o capacitor C1 a tensão de 9,4 volts. Supondo</p><p>que na entrada temos um aumento de 1V, ou seja, a</p><p>tensão passa de -10V para -9V, na saída teremos</p><p>um aumento de tensão correspondente de 1V, indo</p><p>de -0,6V para 0,4V. Assim, quando a tensão estiver</p><p>com zero volt na entrada tivemos uma subida de</p><p>10V (variação de -10V para 0V). Na saída também</p><p>teremos uma subida de 10V, indo de -0,6V para</p><p>+9,4V. Esta tensão de +9,4V ainda vai somar-se</p><p>com o semi-ciclo positivo de +10V, gerando um</p><p>pu l so de +19 ,4V na sa ída do c i r cu i t o .</p><p>Resumidamente, a carga de 9,4V do capacitor C1</p><p>se soma ao pico de +10V devido o diodo D1 cortar</p><p>nas variações ascendentes do sinal.</p><p>Circuito dobrador de meia onda</p><p>O circuito dobrador é mostrado na figura 18 e nada</p><p>mais é do que a junção do circuito grampeador com</p><p>o retificador de pico. O capacitor C1 e o diodo D1</p><p>fazem parte do circuito grampeador, gerando</p><p>pulsos positivos dobrados no anodo do diodo D2</p><p>que os retifica e filtra no capacitor C2. Note que</p><p>somente os pulsos positivos são usados para</p><p>carregar C2, sendo portanto, um dobrador de meia</p><p>onda.</p><p>Este circuito é muito utilizado em fontes que</p><p>precisam de uma tensão mais alta, a partir de</p><p>tensões mais baixas, mas com baixa corrente</p><p>devido a sua construção a partir de capacitores,</p><p>com algumas modificações podemos construir,</p><p>usando o mesmo princípio, circuitos triplicadores,</p><p>quadruplicadores, etc. Mantendo sempre a</p><p>proporção de componentes de 1 diodo e 1 capacitor</p><p>por vezes que queremos multiplicar a tensão, para</p><p>duplicar a tensão 2 diodos e 2 capacitores, para</p><p>quadruplicar 4 diodos e 4 capacitores e assim por</p><p>diante.</p><p>No circuito da figura 17 o diodo D1 irá conduzir</p><p>(“chave fechada”) quando o capacitor C1 acoplar os</p><p>semi-ciclos negativos, enquanto que os semi-ciclos</p><p>positivos deixam D1 cortado (“chave aberta”).</p><p>Podemos dizer que os semi-ciclos negativos serão</p><p>grampeados pelo diodo D1, pois na saída só</p><p>teremos os semi-ciclos positivos.</p><p>R1 D1</p><p>C1IN OUT</p><p>R1</p><p>D1</p><p>C1</p><p>IN</p><p>0V</p><p>OUT</p><p>2xVp</p><p>-0,6V</p><p>R1</p><p>D1</p><p>D2</p><p>C1</p><p>C2</p><p>IN</p><p>0V</p><p>OUT</p><p>2xVp</p><p>figura 16</p><p>figura 17</p><p>figura 18</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1figura 1</p><p>figura 1</p><p>82 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Este último tipo de dobrador de onda completa tem</p><p>um poder de corrente bem maior do que o dobrador</p><p>de meia onda, e por isso, ele foi tão utilizado para</p><p>fontes de aparelhos eletrônicos de alto consumo.</p><p>Apesar do dobrador estar caindo em desuso nas</p><p>fontes, ele ainda é empregado em vários aparelhos</p><p>e circuitos diferentes para diversos fins diferentes.</p><p>Na figura 19, temos o dobrador de onda completa,</p><p>sendo seu funcionamento o seguinte: quando</p><p>tivermos o semi-ciclo positivo na entrada, o diodo</p><p>D1 irá conduzir, carregando C1 com a tensão de</p><p>pico. No semi-ciclo negativo D1 corta e D2 conduz,</p><p>carregando C2 com a tensão do pico negativo. A</p><p>carga de C1 se somará a carga de C2, entregando</p><p>na saída um potencial dobrado em relação a tensão</p><p>de pico da entrada. Os dois semi-ciclos da entrada</p><p>(negativo e positivo) foram usados para termos na</p><p>saída uma tensão dobrada, sendo este um circuito</p><p>dobrador de onda completa.</p><p>Dobrador de onda completa</p><p>Este circuito foi o mais usado em fontes</p><p>convencionais de aparelhos de TV e outros para</p><p>dobrar a tensão da rede de 110Vac ( ~150Vp) para</p><p>300Vdc para manter a tensão de saída constante</p><p>tanto para redes de 110Vac como para 220Vac.</p><p>Quando a tensão da rede é 220Vac, não utilizamos</p><p>o dobrador, apenas retificando a tensão de 220Vac</p><p>(300Vp) para 300Vdc, e quando a tensão da rede</p><p>for 110Vac usaremos o dobrador para também</p><p>termos 300Vdc.</p><p>Com o advento de fontes chaveadas paralelas no</p><p>mercado, os circuitos dobradores não foram mais</p><p>usados, já que este tipo de fonte consegue gerar</p><p>tensões estabilizadas a partir de redes com tensões</p><p>que podem variar desde 100Vac até 280Vac.</p><p>D1</p><p>C1</p><p>C2</p><p>D2</p><p>IN</p><p>0V</p><p>www.ufsm.br/desp/luizcarlos/aula7.pdf</p><p>ivairsouza.com/circuitos_retificadores.pdf</p><p>www.uel.br/cce/fisica/docentes/.../d4_atividade13_264e42e9.pdf</p><p>http://www.scribd.com/doc/15265313/Retificador-de-Onda-Completa-Em-Ponte</p><p>http://www.cp.cefetpr.br/chiesse/Eletronica/Circuitos_diodos.pdf</p><p>http://forum.electronicapt.com/index.php?topic=1065.0</p><p>http://www.mspc.eng.br/eletrn/fontes_110.shtml</p><p>Pesquisas na internet sobre retificadores meia-onda</p><p>e completa, ceifadores e dobradores de tensão:</p><p>figura 19</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1</p><p>figura 1figura 1</p><p>figura 1</p><p>Atenção: após a leitura e/ou estudo detalhado desta aula, parta para a feitura dos</p><p>blocos de exercícios M2-25 à M2-28. Não prossiga para a aula seguinte sem ter</p><p>certeza que seu resultado nos blocos é acima de 85%. Lembre-se que o verdadeiro</p><p>aprendizado, com retenção das informações desta aula, somente será alcançado com</p><p>todos os exercícios muito bem feitos. Portanto, tenha paciência pois será no dia-a-dia</p><p>da feitura dos blocos alcançará um excelente nível em eletrônica.</p><p>83ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>AULA</p><p>8</p><p>FORMAS DE ONDAS DE RETIFICAÇÃO</p><p>DOBRADORES E CEIFADORES</p><p>Opções de osciloscópios no mercado</p><p>Vários tipos de defeitos nos diodos com</p><p>resistores em malhas série e paralelas</p><p>Quanto aos alunos do treinamento à distância que possuem osciloscópio, será tarefa fácil fazer os testes.</p><p>Os exercícios propostos a seguir,</p><p>somente poderão ser feitos com auxílio de um osciloscópio. Assim,</p><p>pedimos aos alunos que estando no laboratório, tenham todos os componentes a mão para realizarem os</p><p>testes mencionados.</p><p>Para aqueles que estão longe e que não possuem o osciloscópio, os testes propostos requerem peças</p><p>simples e as frequências mencionadas são baixas, permitindo a utilização de alguns softwares que</p><p>existem no mercado.</p><p>É o osciloscópio profissional mais básico,</p><p>trabalhando com frequências que vão de</p><p>10MHz até 200 MHz. Seu preço no mercado</p><p>varia de R$800,00 a mais de R$10.000,00</p><p>OSCILOSCÓPIO DIGITAL</p><p>A frequência que pode ser mostrada neste</p><p>osciloscópio mais simples é até 10kHz.</p><p>Como o nome já diz, são osciloscópios que</p><p>utilizarão o processamento e a tela de seu</p><p>computador pessoal (PC), para mostrar as</p><p>imagens.</p><p>Apesar disto, empresas especializadas em PC</p><p>scope (osciloscópios para PC), fornecem</p><p>interfaces sofisticadas, com pontas específicas</p><p>de osciloscópios e com frequências que podem</p><p>chegar a 1 ou mais GHz. As conexões destes</p><p>com o PC, era feito pela entrara serial, mas hoje</p><p>utiliza-se a entrada USB.</p><p>http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-</p><p>1 2 5 1 8 8 1 1 8 - o s c i l o s c o p i o - p a r a -</p><p>pcfrequencimetro-geradorvoltimetro-_JM</p><p>Antes de começar a análise de circuitos</p><p>retif icadores, ceifadores e dobradores</p><p>utilizando o osciloscópio, vamos falar de qual</p><p>equipamento adquirir no mercado.</p><p>OSCILOSCÓPIO ANALÓGICO</p><p>O grande problema deste tipo de equipamento</p><p>é a captação do sinal externo e jogando-o para</p><p>dentro do computador.</p><p>Um dos circuitos mais simples, utiliza a entrada</p><p>de microfone do PC, e à partir do sinal captado,</p><p>coloca-o na tela através de um software</p><p>gratuito que simula a tela de osciloscópio,</p><p>apresentando as variações gerais, mais ou</p><p>menos como faz o Windows Media Player</p><p>quando mostra o gráfico das onda de áudio,</p><p>quando uma música está tocando.</p><p>O osciloscópio digital, apresenta-se mais</p><p>portátil e trabalhando em frequências acima</p><p>das mencionadas acima. Seus valores acabam</p><p>sendo pouco mais caros em relação aos</p><p>equivalentes em frequência analógicos. Sua</p><p>grande vantagem está na memorização das</p><p>imagens.</p><p>M a s , q u a n d o q u e r o t r a b a l h a r c o m</p><p>equ ipamentos ma is so f i s t i cados , ou</p><p>processamento de imagens de alta definição, a</p><p>frequência de trabalho do osciloscópio já sobe</p><p>para cerca de 200 ou mais MHz. Portanto,</p><p>minha necessidade e o que vou fazer com ele,</p><p>definirá qual devo comprar. Existem vários</p><p>tipos de osciloscópios, variando seu preço</p><p>deste a gratuidade até milhares de reais.</p><p>Os osciloscópios básicos, estes que vemos em</p><p>nosso laboratório, possuem frequência de</p><p>20MHz em dois canais, o que satisfaria as</p><p>necessidades de um técnico na maioria das</p><p>aplicações de mercado.</p><p>OSCILOSCÓPIOS PARA PC</p><p>Ainda existe uma versão amadora, mas que</p><p>consegue chegar até 100kHz, o que permite</p><p>visualização de muitos sinais. Seu valor gira em</p><p>torno de R$50,00 e pode ser encontrado no link</p><p>abaixo:</p><p>OSCILOSCÓPIOS - COMO COMPRAR?</p><p>Como exemplo, um osciloscópio para PC de</p><p>200MHz, chega a custar R$1.500,00</p><p>84 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>85ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>Monte os circuitos a seguir e verifique se as formas de onda indicadas, são iguais as obtidas na sua medição:</p><p>D1</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>TR1</p><p>A</p><p>A</p><p>B</p><p>R1</p><p>R1</p><p>1k</p><p>1k</p><p>W</p><p>W</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>A</p><p>B</p><p>R1</p><p>1k W</p><p>A</p><p>C</p><p>B</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>A C</p><p>B</p><p>R1</p><p>1k W</p><p>R2</p><p>1k W</p><p>ref ref</p><p>ref</p><p>ref</p><p>ref</p><p>47uF</p><p>x50V</p><p>86 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>20</p><p>10</p><p>10</p><p>5</p><p>5</p><p>2</p><p>2</p><p>1</p><p>1</p><p>.5</p><p>.5</p><p>.2</p><p>.2</p><p>.1</p><p>.1</p><p>50</p><p>50</p><p>20</p><p>20</p><p>10</p><p>10</p><p>5</p><p>5</p><p>V</p><p>V</p><p>mV</p><p>mV</p><p>CAL</p><p>CAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>DC</p><p>GND</p><p>GND</p><p>AC</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>20</p><p>10</p><p>10</p><p>5</p><p>5</p><p>2</p><p>2</p><p>1</p><p>1</p><p>.5</p><p>.5</p><p>.2</p><p>.2</p><p>.1</p><p>.1</p><p>50</p><p>50</p><p>20</p><p>20</p><p>10</p><p>10</p><p>5</p><p>5</p><p>V</p><p>V</p><p>mV</p><p>mV</p><p>CAL</p><p>CAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>DC</p><p>GND</p><p>GND</p><p>AC</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>CH1-POS</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>A</p><p>B</p><p>R1</p><p>1k W</p><p>D1</p><p>D1</p><p>D1</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>TR1</p><p>A</p><p>A</p><p>R1</p><p>R1</p><p>1k</p><p>1k</p><p>W</p><p>W</p><p>ref ref-0,6V</p><p>A B</p><p>Nesta forma de onda, foi alterado</p><p>apenas o tempo da chave TIME/DIV</p><p>de 5ms para 2ms</p><p>Nesta forma de onda, foi alterado</p><p>apenas o tempo da chave TIME/DIV</p><p>de 5ms para 2ms</p><p>87ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>CH1-POS</p><p>D1</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>A</p><p>R1</p><p>1k W</p><p>47uF</p><p>x50V</p><p>Nesta forma de onda, foi alterado</p><p>apenas o tempo da chave TIME/DIV</p><p>de 5ms para 2ms</p><p>D1</p><p>D2D4</p><p>D3</p><p>TR1</p><p>A</p><p>R1</p><p>1k W</p><p>D1</p><p>D2D4</p><p>D3</p><p>TR1</p><p>A</p><p>R1</p><p>1k W</p><p>47uF</p><p>x50V</p><p>D1 D1</p><p>D2 D2</p><p>TR1 TR1</p><p>A</p><p>A</p><p>R1 R1</p><p>1k 1k W W</p><p>88 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES</p><p>A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>x1</p><p>VOLTS/DIV</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5 .2</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>V mVCAL</p><p>TIME/DIV</p><p>.2</p><p>.5</p><p>.1</p><p>50</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1 .2.5</p><p>50</p><p>.1</p><p>20</p><p>10</p><p>5</p><p>2</p><p>1</p><p>.5</p><p>us</p><p>s</p><p>ms</p><p>CAL</p><p>DC</p><p>GND</p><p>AC</p><p>CH1-POS</p><p>D1</p><p>D1</p><p>D1 D1</p><p>D1</p><p>D2</p><p>D2 D2</p><p>D2</p><p>TR1</p><p>TR1</p><p>TR1TR1</p><p>A</p><p>A</p><p>A</p><p>A</p><p>R1</p><p>R1</p><p>R1R1</p><p>1k</p><p>1k</p><p>1k 1k</p><p>W</p><p>W</p><p>WW</p><p>10nF</p><p>D1</p><p>D2</p><p>TR1</p><p>A</p><p>330nF</p><p>33nF</p><p>D1</p><p>TR1</p><p>A</p><p>330nF</p><p>330nF</p><p>ref</p><p>ref</p><p>ref</p><p>CEIFADOR LIMITADOR</p><p>CEIFADORDOBRADOR DE MEIA ONDA</p><p>DOBRADOR DE ONDA COMPLETA</p><p>Atenção: após a leitura e/ou estudo detalhado desta aula, parta para a feitura dos</p><p>blocos de exercícios M2-29 à M2-32. Não prossiga para a aula seguinte sem ter</p><p>certeza que seu resultado nos blocos é acima de 85%. Lembre-se que o verdadeiro</p><p>aprendizado, com retenção das informações desta aula, somente será alcançado com</p><p>todos os exercícios muito bem feitos. Portanto, tenha paciência pois será no dia-a-dia</p><p>da feitura dos blocos alcançará um excelente nível em eletrônica.</p><p>DIODO ZENER</p><p>O diodo zener é um tipo de diodo especialmente</p><p>projetado para trabalhar sob o regime de condução</p><p>reversa, ou seja, acima da tensão de ruptura da</p><p>junção PN. Embora o nome diodo zener tenha se</p><p>popularizado comercialmente, o nome mais preciso</p><p>seria diodo de condução reversa, já que há dois</p><p>fenômenos envolvidos: o efeito zener e o efeito</p><p>avalanche.</p><p>Na figura 1, temos a configuração de um diodo</p><p>reversamente polarizado e na figura 2 podemos ver</p><p>o gráfico que corresponde a condução do diodo</p><p>zener. Note que do eixo vertical para a direita (ver</p><p>gráfico da figura 2) o gráfico representa uma</p><p>polarização direta. Neste caso, a polarização do</p><p>diodo acontece com aproximadamente 0,6V. Do</p><p>eixo vertical para a esquerda o gráfico representa a</p><p>polarização reversa. Neste caso, o nível de tensão</p><p>necessário para a polarização do diodo ou tensão</p><p>zener é bem maior que o caso anterior e depende</p><p>das características de cada tipo de diodo zener,</p><p>definido na sua fabricação.</p><p>Na figura 3b, temos o símbolo do diodo zener e na</p><p>figura 3a um dos tipos físico do mesmo, onde pode-</p><p>se notar que fisicamente o diodo zener é igual ao</p><p>diodo comum. Porém, o código no seu corpo lhe</p><p>garante as características de diodo zener.</p><p>Quando o diodo é polarizado reversamente,</p><p>sabemos que a barreira que separa os materiais P</p><p>do N se torna maior. Por outro lado este potencial</p><p>reverso consegue quebrar as ligações covalentes</p><p>dos átomos do material semicondutor, gerando um</p><p>aumento substancial no nível de energia dos</p><p>materiais P e N. Em determinado nível de energia</p><p>que depende do nível de tensão reversa, ocorrerá a</p><p>"quebra da barreira" e consequentemente, o</p><p>estabelecimento de uma corrente circulante. A</p><p>tensão necessária para estabelecer a condução do</p><p>diodo com polarização reversa é chamada de</p><p>tensão zener. Dai o nome: diodo zener.</p><p>A tensão de zener pode ser diretamente</p><p>especificada no corpo do diodo, como é o caso da</p><p>família BZ. Como exemplo, o diodo BZX79C3V6,</p><p>corresponde a um diodo cuja tensão zener é 3,6</p><p>volts. Outra forma de especificar a tensão de zener</p><p>é por meio de um código escrito também no corpo</p><p>do diodo, como é o caso da família 1N. Como</p><p>exemplo, o diodo 1N5240 corresponde a um diodo</p><p>cuja tensão de zener é 10V; neste caso o código</p><p>não diz a tensão de zener, para isso temos que</p><p>89ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>AULA</p><p>9</p><p>DIODO ZENER</p><p>Características gerais</p><p>Aplicações do Zener</p><p>Análise de tensões com diodos zener’s</p><p>Análise de defeitos com diodos zener’s</p><p>Queda de tensão constante</p><p>Resistor limitador</p><p>de corrente</p><p>circulação de corrente</p><p>Vz mínima</p><p>Vz nominal</p><p>Vz máxima</p><p>Iz mínima</p><p>Iz máxima</p><p>Iz</p><p>Vz</p><p>REGIÃO DE POLARIZAÇÃO REVERSA</p><p>REGIÃO DE POLARIZAÇÃO DIRETA</p><p>figura 1</p><p>figura 2</p><p>A (anodo) K (catodo)</p><p>K</p><p>A</p><p>figura 3a</p><p>figura 3b</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>90 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>CIRCUITO CEIFADOR</p><p>D1</p><p>DZ1</p><p>5,1V</p><p>R1</p><p>IN</p><p>+10V</p><p>-10V</p><p>OUT</p><p>5,7V</p><p>-10V</p><p>CIRCUITO CEIFADOR</p><p>D1</p><p>DZ1</p><p>5,1V</p><p>R1</p><p>IN</p><p>+10V</p><p>-10V</p><p>OUT</p><p>-5,7V</p><p>+10V</p><p>IN</p><p>CIRCUITO LIMITADOR</p><p>D1 D2</p><p>DZ1</p><p>5,1V</p><p>DZ2</p><p>5,1V</p><p>R1</p><p>+10V</p><p>-10V</p><p>OUT</p><p>-5,7V</p><p>+5,7V</p><p>IN</p><p>REGULADOR DE TENSÃO CONTÍNUA</p><p>DZ1</p><p>5,1V</p><p>R1</p><p>RL</p><p>(CARGA)</p><p>figura 4a</p><p>figura 4b</p><p>figura 5</p><p>figura 6</p><p>APLICAÇÕES COM DIODO ZENER</p><p>Como no caso do diodo comum o diodo zener pode</p><p>ser usado em diversas aplicações. Porém, sua</p><p>principal aplicação está na regulagem de tensão.</p><p>Vejamos alguns circuitos que fazem o uso do diodo</p><p>zener:</p><p>Circuito ceifador</p><p>consultar uma tabela de características de díodos..</p><p>O circuito ceifador pode ser um ceifador de picos</p><p>positivos ou negativos. Na figura 4a, temos um</p><p>circuito ceifador de picos positivos com diodo zener.</p><p>Neste circuito da figura 4a, podemos ver uma</p><p>tensão senoidal de 10Vp entrando no circuito</p><p>ceifador (IN). Quando o pico positivo atinge a</p><p>tensão de 5,7V o diodo zener alcança sua tensão e</p><p>é polarizado reversamente, não permitindo que a</p><p>tensão de entrada suba além desse ponto. Como a</p><p>tensão de entrada (IN) continua subindo a diferença</p><p>entre a tensão de entrada e a tensão no ceifador irá</p><p>cair sobre R1, já que o diodo zener em polarização</p><p>irá gerar uma corrente circulante sobre R1,</p><p>provocando a queda de tensão mencionada. Para o</p><p>pico máximo de entrada (10Vp) teremos 5,7V sobre</p><p>o conjunto ceifador (D1 e DZ1) e 4,3V sobre R1. A</p><p>falta do resistor R1 (um curto em seu lugar), levaria</p><p>à queima do diodo DZ1, já que por ele circularia uma</p><p>corrente muito alta durante seu trabalho de não</p><p>permitir uma tensão superior a 5,1 V sobre seus</p><p>terminais.</p><p>Já no ciclo negativo, o diodo D1 estará</p><p>inversamente polarizado, funcionando como uma</p><p>chave aberta e com isso praticamente a mesma</p><p>tensão de entrada estará na saída. Logo, este</p><p>circuito ceifador irá cortar (ceifar) apenas os picos</p><p>positivos acima de 5,7V, como mostra as formas de</p><p>ondas (IN e OUT) da figura 4a. O circuito da figura</p><p>4b é o mesmo circuito ceifador, só que agora os</p><p>díodos estão invertidos e com isso o circuito</p><p>ceifador irá cortar (ceifar) apenas os picos</p><p>negativos abaixo de -5,7V, já que para tensões</p><p>negativas - abaixo de -5,7V - irão polarizar o diodo</p><p>zener DZ1. Já o ciclo positivo, irá polarizar</p><p>inversamente o diodo D1, mantendo-o cortado.</p><p>Circuito limitador</p><p>Esta é a aplicação em que o diodo zener se destaca.</p><p>Na figura 6, temos o circuito em questão. Na</p><p>entrada, geralmente teremos uma tensão contínua</p><p>maior que a tensão de ruptura do zener ZD1. Na</p><p>saída do circuito da figura 25, teremos uma tensão</p><p>contínua de 5,1V imposta pela polarização do diodo</p><p>zener ZD1.</p><p>A vantagem de utilizar o diodo zener, neste caso, é</p><p>Regulador de tensão</p><p>Já no ciclo negativo, o diodo D2 irá cortar e D1 será</p><p>polarizado, permitindo também polarização de DZ1,</p><p>abaixo das tensões de -5,7V, ceifando os picos</p><p>negativos em -5,7V; com isso este circuito irá limitar</p><p>a amplitude do sinal em 11,4Vpp (5,7Vp + 5,7Vp).</p><p>Este circuito</p><p>impõe uma amplitude máxima para a</p><p>tensão na saída - após resistor R1. Como vemos na</p><p>figura 5, o circuito nada mais é do que dois</p><p>ceifadores, sendo um para os semiciclos negativos</p><p>e outro para o semiciclo positivo. Quando estamos</p><p>no ciclo positivo o diodo D1 está inversamente</p><p>polarizado mantendo D1 e DZ1 cortados, apenas</p><p>polarizando o circuito formado por D2 e DZ2, à partir</p><p>da tensão de corte, que neste caso é de +5,7V (0,6V</p><p>+ 5,1 V). Com isso teremos o ceifamento dos picos</p><p>positivos.</p><p>91ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>CH1</p><p>CIRCUITO ALIMENTADO POR DC</p><p>DZ1</p><p>5,1V</p><p>R1</p><p>L1</p><p>IN</p><p>CH1</p><p>CIRCUITO ALIMENTADO POR AC</p><p>DZ2</p><p>5,1V</p><p>DZ1</p><p>5,1V</p><p>R1</p><p>L1</p><p>ANÁLISE DE TENSÕES COM DIODOS ZENER</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>3,3V</p><p>?</p><p>A</p><p>+10V R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>3,3V</p><p>A</p><p>3,3V+10V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>3,3V</p><p>A</p><p>5V</p><p>TENSÃO SUFICIENTE</p><p>PARA ZD1 CONDUZIR</p><p>figura 7a</p><p>figura 8a figura 8b figura 8c</p><p>figura 7b</p><p>No circuito da figura 7a, o diodo ZD1 será polarizado</p><p>diretamente quando a tensão sobre a bobina L1 for</p><p>inversa (isto acontece quando interrompemos a</p><p>circulação de corrente em circuitos indutivos, pois</p><p>haverá uma tensão contra eletromotriz induzida na</p><p>bobina quando CH1 for desligada). Assim, evita-se</p><p>uma grande diferença de potencial sobre a chave</p><p>CH1 e consequentemente faiscamentos intensos,</p><p>protegendo assim a chave CH1. Nesta figura</p><p>(supressor de faíscas para tensões DC corrente</p><p>contínua), o diodo DZ1 pode ser substituído por um</p><p>diodo comum, como o diodo comum suporta uma</p><p>corrente bem maior, o resistor R1 também poderá</p><p>ser abolido. Agora, se tivermos circuitos indutivos</p><p>alimentados por tensão alternada devemos</p><p>modificar o circuito da figura 7a para um circuito</p><p>igual a da figura 7b. Portanto na figura 7b temos um</p><p>supressor de faísca para tensões AC, cujo</p><p>funcionamento é parecido com o circuito da figura</p><p>7a, sendo que agora vai suprimir tantos os picos</p><p>negativos como positivos, com a polarização direta</p><p>de um diodo e reversa do outro, acima de 5,1 V ou</p><p>abaixo de -5,1 V. Neste circuito os díodos deverão</p><p>ser obrigatoriamente zener's.</p><p>ter uma tensão contínua estável (sem ripple), pois</p><p>as variações de tensão na entrada não incidirão</p><p>sobre a tensão de saída. Para isto, considera-se</p><p>que a menor tensão da entrada não seja menor que</p><p>a tensão de ruptura do zener, caso contrário</p><p>aparecerá variação na saída.</p><p>Supressor de faísca (snubber)</p><p>O diodo zener quando polarizado diretamente</p><p>apresenta 0,6V entre seus terminais, como um</p><p>diodo comum. Portanto, devemos analisar a</p><p>malha antes de começar o dimensionamento,</p><p>para saber se o diodo zener será polarizado ou</p><p>não, e se esta polarização será direta (como</p><p>diodo comum) ou como zener (tensão de</p><p>ruptura reversa).</p><p>Diodo zener com polarização direta</p><p>O procedimento usado para dimensionar</p><p>circuitos que utilizam diodo zener é igual ao</p><p>utilizado para dimensionar circuitos com diodo</p><p>comum. Portanto, algumas considerações</p><p>devem ser feitas:</p><p>Na figura 8a, temos um exemplo de</p><p>dimensionamento envolvendo diodo zener.</p><p>Primeiramente, teremos de saber se ZD1 irá ou</p><p>não po lar izar. Para isso , devemos</p><p>primeiramente tirar o diodo zener do circuito,O diodo zener quando polarizado</p><p>reversamente, deixará circular corrente por ele</p><p>quando a tensão reversa sobre o mesmo for</p><p>igual ou maior que sua tensão de ruptura.</p><p>Portanto, deveremos analisar se a queda de</p><p>tensão sobre ele é suficiente (tensão de zener)</p><p>ou não, para sua polarização. Caso essa</p><p>tensão seja menor que a tensão de zener, o</p><p>diodo se comportará como uma chave aberta. A</p><p>seguir daremos alguns exemplos de</p><p>dimensionamento de circuitos com díodos</p><p>zener para fixar esta metodologia:</p><p>Diodo polarizado com tensão reversa</p><p>Exemplo 01:</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>92 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>Voltando ao circuito original, já sabemos que</p><p>sobre o diodo DZ1 temos 3,3V, e como seu</p><p>anodo está ligado à “massa”, teremos no</p><p>catodo a tensão de 3,3V, que é justamente o</p><p>p o n t o “ A ” , t e r m i n a n d o a s s i m o</p><p>dimensionamento do circuito, como vemos na</p><p>figura 8c.</p><p>Exemplo 02:</p><p>como já fizemos em análises de diodos</p><p>comuns. Na figura 8b, temos o circuito anterior</p><p>com o diodo desligado do circuito, ficando um</p><p>circuito série formado por 2 resistores; como os</p><p>resistores são iguais, a queda de tensão sobre</p><p>cada um deles será a mesma e com isto bastará</p><p>dividir a tensão total da fonte por 2, chegando à</p><p>tensão de 5V sobre cada resistor, então no</p><p>ponto “A” teremos a tensão de 5V para o circuito</p><p>sem o diodo DZ1. Como o diodo DZ1 será</p><p>ligado justamente no ponto e na “massa”, ele</p><p>receberá uma tensão inicial de 5V, polarizando</p><p>inversamente o diodo como uma tensão</p><p>superior a sua tensão de zener, o que produzirá</p><p>neste polarização e travando sobre ele uma</p><p>tensão de 3,3V.</p><p>Temos neste circuito uma queda de tensão de</p><p>6,6V sobre R1 e de 3,3V sobre o paralelo entre</p><p>R2 e DZ1. Como a queda de tensão sobre R1 é</p><p>o dobro em relação a R2/DZ1, podemos afirmar</p><p>que o valor da resistência de R1 é o dobro do</p><p>valor da malha paralela. Assim, podemos</p><p>definir que a resistência equivalente entre R2 e</p><p>DZ1, será de 5k, o que concede ao diodo zener</p><p>um valor de resistência de 10k. Assim, se temos</p><p>10k de resistência (zener) em paralelo com</p><p>outro resistor de 10k (R2), resultará em um</p><p>valor de 5k.</p><p>Este exemplo (figura 9) difere do anterior</p><p>somente na posição do diodo. Como vimos no</p><p>exemplo anterior o diodo zener será polarizado,</p><p>limitando a queda sobre R1 em 3,3V, deixando</p><p>o ponto “A” com 6,7V.</p><p>Exemplo 03:</p><p>Na figura 10a, temos um novo circuito, formado</p><p>por 3 resistores em série, um diodo paralelo a</p><p>um dos resistores, que não mais será um</p><p>circuito série, já que a corrente circulante por</p><p>R1, se dividirá entre R2 e DZ1, voltando a ser a</p><p>mesma em R3.</p><p>Seguiremos a análise deste exemplo</p><p>acompanhando a figura 10a. O primeiro passo</p><p>é saber se o diodo zener ZD1 será ou não</p><p>polarizado. Para isso devemos desligá-lo do</p><p>circuito (figura 10b). Ficaremos assim, com 3</p><p>resistores em série de mesmo valor, dividindo a</p><p>tensão da fonte em 3 tensões iguais de 4V. A</p><p>queda no resistor em paralelo ao diodo (R2)</p><p>será de 4V, ou seja, ZD1 será polarizado,</p><p>travando a queda sobre R2 em 2,4V (tensão do</p><p>zener). O restante da tensão da fonte (12V -</p><p>2,4V = 9,6V), serão distribuídos entre R1 e R3</p><p>igualmente (R1 = R3), gerando uma queda de</p><p>4,8V sobre cada resistor. Como R3 está ligado</p><p>à massa e ao ponto “B”, teremos 4,8V e no</p><p>ponto “A” teremos 7,2V (4,8V do ponto “B” +</p><p>2,4V de R2), como podemos ver na figura 10c.</p><p>Podemos também verificar aqui, que o diodo</p><p>zener assume determinada resistência. Se</p><p>considerarmos que a queda de tensão sobre o</p><p>zener DZ1 e R2 é de 2,4V, e que a queda nos</p><p>outros resistores é de 4,8V, podemos dizer que</p><p>os outros resistores possuem o dobro do valor</p><p>por apresentarem o dobro da tensão.</p><p>Considerando então que R1 é de 10k, já</p><p>podemos afirmar que o circuito paralelo</p><p>R2/DZ1, terá uma resistência equivalente de</p><p>5k. Como o valor de R2 é também de 10k, o</p><p>valor da resistência interna do zener deverá ser</p><p>também de 10k, para que dois valores de 10k</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>3,3V</p><p>A</p><p>6,7V</p><p>+12V</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>2,4V</p><p>A</p><p>B</p><p>4V</p><p>+12V</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>2,4V</p><p>A</p><p>B</p><p>?</p><p>? 8V +12V</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>2,4V</p><p>A</p><p>B</p><p>4,8V</p><p>7,2V</p><p>figura 9</p><p>figura 10a figura 10b figura 10c</p><p>93ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>+12V R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>2,4V</p><p>A</p><p>B</p><p>?</p><p>?</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>+12V R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>2,4V</p><p>A</p><p>6V</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>2,4V</p><p>A</p><p>C</p><p>2,4V</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>2,4V</p><p>A</p><p>B</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>A</p><p>C</p><p>+2,4V0V</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>A</p><p>+1,2V</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>Req</p><p>5kW</p><p>A</p><p>+1,2V</p><p>4,8V10,8V</p><p>1X</p><p>2X</p><p>D</p><p>figura 11a</p><p>figura 11b</p><p>figura 11c figura 11d</p><p>figura 11e figura 11gfigura 11f</p><p>Na figura 11 c, temos o mesmo circuito da figura</p><p>11a, mas de modo mais simplificado para</p><p>melhor manipular seus componentes e</p><p>Para simplificar este novo circuito devemos</p><p>transformá-lo num circuito alimentado por</p><p>apenas 2 tensões. Assim, as tensões de OV e</p><p>2,4V abaixo de R2 e de R3 formarão um outro</p><p>ponto virtual "D", como mostra a figura 11 f.</p><p>Como os 2 resistores são iguais podemos</p><p>calcular esta tensão como sendo a média entre</p><p>as 2 tensões (OV de R2 e 2,4V de R3),</p><p>resultando numa tensão média de 1,2V (OV+</p><p>2,4V = 2,4V 2,4V + 2 = 1,2V, ou seja a média</p><p>simples), como mostra a figura 11 f.</p><p>Simplificando a figura 11 f, teremos um circuito</p><p>agora com 2 resistores paralelos R2 e R3, cuja</p><p>resistência equivalente será um resistor de 5k,</p><p>formando um único circuito série, formado por</p><p>R1 e Req, como mostra a figura 11gi. Neste</p><p>novo circuito temos 2 resistores alimentados</p><p>por uma queda de tensão total de 10,8V (12V -</p><p>em paralelo, resultem em 5k na equivalência.</p><p>Exemplo 04:</p><p>Neste novo circuito da figura 11a, como nos</p><p>outros casos, o primeiro passo é saber se DZ1</p><p>será polarizado e para isso, vamos desligar o</p><p>diodo do circuito (mentalmente), como mostra a</p><p>figura 11 b.</p><p>Ficaremos então com dois resistores iguais,</p><p>que dividirão a tensão da fonte de 12V em duas</p><p>tensões de 6V para cada resistor, teremos</p><p>então sobre R2 a tensão de 6V que será a</p><p>mesma tensão sobre a malha do diodo zener</p><p>(DZ1 e R3), indicando que se o diodo zener</p><p>DZ1 estiver ligado no circuito ele ficará</p><p>reversamente polarizado e com tensão</p><p>superior à tensão de zener, levando-o à</p><p>polarização.</p><p>entender seu funcionamento. Podemos</p><p>observar que este circuito não é um circuito</p><p>simples, apesar de já sabermos a queda de</p><p>tensão sobre DZ1, ainda não sabemos a queda</p><p>de tensão nem sobre R3 e nem sobre R2, e não</p><p>temos nenhum circuito série de resistores para</p><p>simplificar este circuito.</p><p>Este tipo de circuito que tem apenas 3</p><p>resistores e 1 diodo, apesar de poucos</p><p>componente é um circuito complexo e de</p><p>solução difícil. Se observarmos a malha</p><p>formada por R3 e DZ1 veremos que é uma</p><p>malha série, e com isso a ordem dos</p><p>componentes hão irá alterar a corrente do</p><p>mesmo, com isso podemos inverter R3 com</p><p>DZ1, formando um ponto "C" virtual no circuito,</p><p>que irá facilitar a análise deste circuito, como</p><p>mostra a figura 11 d.</p><p>Vamos agora ficar com um circuito alimentado</p><p>por 3 tensões diferentes, acima de R1 teremos</p><p>12V que vem da fonte e abaixo de R2 temos O</p><p>volt da massa; finalmente abaixo de R3 temos</p><p>2,4V do ponto virtual "C", como mostra a figura</p><p>11e.</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>94 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>1,2V), onde Req receberá a proporção de 1x e</p><p>R1 a de 2x totalizando 3x que dividirá a tensão</p><p>de 10,8V, ficando com 3,6V para cada “x”, sobre</p><p>Req teremos então 3,6V e somados com os</p><p>1,2V do ponto virtual “D” abaixo de Req</p><p>ficaremos com 4,8V no ponto real “A”.</p><p>A tensão do ponto “B” pode ser facilmente</p><p>calculada a partir da tensão do ponto “A”</p><p>subtraindo a tensão do diodo DZ1, que já</p><p>sabemos que está polarizado e tem sobre ele a</p><p>tensão de 2,4V (tensão de zener).</p><p>R E S U M O : P o d e m o s r e s u m i r o</p><p>dimensionamento de circuitos com diodos</p><p>zener, como sendo o mesmo utilizado para</p><p>diodos comum. Em primeiro lugar devemos</p><p>retirar o diodo do circuito (mentalmente) e saber</p><p>se ele está diretamente polarizado ou</p><p>reversamente polarizado:</p><p>Se ele estiver diretamente polarizado, mas com</p><p>tensão abaixo de 0,6V, ele não será polarizado</p><p>e comportar-se-á como uma chave aberta.</p><p>Caso ele esteja diretamente polarizado com</p><p>uma tensão acima de 0,6V ele será polarizado</p><p>no sentido da “flecha” do seu corpo (do anodo</p><p>para o catodo) comportando-se como uma</p><p>chave fechada, mantendo 0,6V sobre os seus</p><p>terminais, como um diodo comum.</p><p>Quando ele estiver reversamente polarizado</p><p>com tensão abaixo da sua tensão de zener,</p><p>funcionará como uma chave aberta, não</p><p>circulando corrente por ele. Já quando estiver</p><p>polarizado reversamente com uma tensão igual</p><p>ou superior à sua tensão zener, será polarizado</p><p>no sentido inverso (do catodo para o anodo),</p><p>mantendo sobre ele a tensão de zener.</p><p>Depois de saber se o diodo é ou não polarizado,</p><p>devemos retirar a tensão de queda sobre o</p><p>diodo do total da tensão de alimentação da</p><p>malha, dividindo o restante da tensão da malha</p><p>pelos resistores que a compõe. Caso tenhamos</p><p>malhas complexas, devemos simplificar essas</p><p>malhas para circuitos séries equivalentes e</p><p>através do método das proporções encontrar</p><p>as tensões do circuito.</p><p>Uma vez calculado a tensão do ponto “A”,</p><p>podemos voltar ao circuito original e colocar</p><p>agora as tensões nos pontos “A” e “B”, como</p><p>mostra a figura 11h.</p><p>Neste exercício nós aplicamos um novo</p><p>método que é o da tensão média de polarização</p><p>para circuitos alimentados com 2 tensões</p><p>diferentes. Esse método só será possível se os</p><p>2 resistores envolvidos em cada malha forem</p><p>de resistências iguais (R2 e R3).</p><p>+12V R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>2,4V</p><p>A</p><p>B</p><p>4,8V</p><p>2,4V</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>5,1V</p><p>D5</p><p>D4</p><p>2,7V</p><p>D3</p><p>D6</p><p>D7</p><p>12V</p><p>D8</p><p>D13</p><p>D12</p><p>11V</p><p>D11 D14</p><p>3,3V</p><p>D15</p><p>7,2V</p><p>D16</p><p>D17</p><p>5,6V</p><p>D18</p><p>9,1V</p><p>D19</p><p>5,6V</p><p>D9</p><p>D10</p><p>D2</p><p>R3</p><p>3kW</p><p>R5</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>R6</p><p>5kW</p><p>R7</p><p>10kW R8</p><p>200W</p><p>R10</p><p>6kW</p><p>R12</p><p>1kW</p><p>R13</p><p>1kW</p><p>R11</p><p>12kWR9</p><p>600W</p><p>A</p><p>B</p><p>C</p><p>D</p><p>E</p><p>F</p><p>G</p><p>H</p><p>I</p><p>J</p><p>K</p><p>L</p><p>M</p><p>N</p><p>O</p><p>P</p><p>Q</p><p>R</p><p>S</p><p>T</p><p>U</p><p>V</p><p>W</p><p>X</p><p>EXERCÍCIOS DE DIMENSIONAMENTO DE TENSÃO</p><p>Calcule e coloque as tensões corretas nos círculos abaixo:</p><p>1 2 3 4 5 6 7 8</p><p>figura 11h</p><p>95ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>9</p><p>22</p><p>25</p><p>10</p><p>23</p><p>26</p><p>11</p><p>24</p><p>27</p><p>12 13</p><p>+15V</p><p>R1</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>D4</p><p>D9</p><p>7,2VD6 D11</p><p>D7</p><p>D12</p><p>11V</p><p>D14</p><p>7,2V</p><p>D15</p><p>7,2V</p><p>D8</p><p>2,7V</p><p>D13</p><p>4,7V</p><p>D5</p><p>11V</p><p>D10</p><p>D2</p><p>3,3V</p><p>D3</p><p>5,6V</p><p>R5</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R6</p><p>5kW</p><p>R9</p><p>1kW</p><p>R7</p><p>600W</p><p>R10</p><p>1kW</p><p>R8</p><p>10kW</p><p>R11</p><p>1kW</p><p>R12</p><p>2kW</p><p>R15</p><p>4kW</p><p>R16</p><p>2kW</p><p>R13</p><p>1kW</p><p>R14</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>3kW</p><p>Y</p><p>Z</p><p>A1</p><p>B1</p><p>C1</p><p>D1</p><p>E1</p><p>F1</p><p>G1</p><p>H1</p><p>I1</p><p>J1</p><p>K1</p><p>L1</p><p>M1</p><p>N1</p><p>+20V</p><p>R1</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>D5</p><p>3,3V</p><p>D4</p><p>D3</p><p>5,6V</p><p>D6</p><p>7,2V</p><p>D7</p><p>D8</p><p>12V</p><p>D13</p><p>2,7V</p><p>D12</p><p>2,7V</p><p>D14</p><p>D15</p><p>D16</p><p>4,7V</p><p>D17</p><p>D18</p><p>2,7V</p><p>D19</p><p>D9</p><p>D10</p><p>D11</p><p>D2</p><p>5,6V</p><p>R3</p><p>3kW</p><p>R5</p><p>20W</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>R6</p><p>5kW</p><p>R7</p><p>10MW</p><p>R8</p><p>200kW</p><p>R10</p><p>6kW</p><p>R12</p><p>1kW</p><p>R13</p><p>1kW</p><p>R11</p><p>120kWR9</p><p>600W</p><p>O1</p><p>P1</p><p>Q1</p><p>R1</p><p>S1</p><p>T1</p><p>U1</p><p>V1</p><p>W1</p><p>X1</p><p>Y1</p><p>Z1</p><p>A2</p><p>B2</p><p>C2</p><p>D2</p><p>E2</p><p>F2</p><p>G2</p><p>H2</p><p>I2</p><p>J2</p><p>K2</p><p>L2</p><p>14 15 16 17 18 19 20 21</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R1</p><p>2kW</p><p>R1</p><p>5,6kW</p><p>R1</p><p>2kW</p><p>IN IN</p><p>IN</p><p>IN</p><p>IN IN</p><p>OUT OUT</p><p>OUT</p><p>OUT</p><p>OUT OUT</p><p>D1</p><p>D1</p><p>D2</p><p>D1</p><p>D1</p><p>D1</p><p>D2D1</p><p>ZD1</p><p>4V</p><p>ZD1</p><p>4V</p><p>ZD2</p><p>5V</p><p>ZD1</p><p>5V</p><p>ZD1</p><p>25V</p><p>10Vp 10Vp</p><p>10Vp</p><p>22Vpp</p><p>5Vp 22Vpp</p><p>Desenhe as formas de onda dos circuitos mostrados abaixo:</p><p>2</p><p>2</p><p>2</p><p>3</p><p>2</p><p>4</p><p>2</p><p>5</p><p>2</p><p>6</p><p>2</p><p>7</p><p>+</p><p>1</p><p>0</p><p>V</p><p>4</p><p>,6</p><p>V</p><p>4</p><p>,6</p><p>V</p><p>-0</p><p>,6</p><p>V</p><p>-5</p><p>,6</p><p>V</p><p>-0</p><p>,6</p><p>V</p><p>+</p><p>5</p><p>,6</p><p>V</p><p>+</p><p>0</p><p>,6</p><p>V</p><p>1</p><p>)</p><p>9</p><p>,8</p><p>V</p><p>/</p><p>4</p><p>,6</p><p>V</p><p>/</p><p>0</p><p>,6</p><p>V</p><p>2</p><p>)</p><p>3</p><p>,9</p><p>V</p><p>/</p><p>3</p><p>,3</p><p>V</p><p>/</p><p>0</p><p>,6</p><p>V</p><p>3</p><p>)</p><p>11</p><p>,4</p><p>V</p><p>/</p><p>6</p><p>V</p><p>/</p><p>0</p><p>,6</p><p>V</p><p>4</p><p>)</p><p>11</p><p>,4</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>0</p><p>,8</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>0</p><p>,2</p><p>V</p><p>5</p><p>)</p><p>1</p><p>2</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>1</p><p>,5</p><p>V</p><p>/</p><p>0</p><p>,5</p><p>V</p><p>6</p><p>)</p><p>11</p><p>,6</p><p>V</p><p>/</p><p>8</p><p>,3</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>,1</p><p>V</p><p>7</p><p>)</p><p>11</p><p>,4</p><p>V</p><p>/</p><p>9</p><p>,4</p><p>V</p><p>/</p><p>3</p><p>,8</p><p>V</p><p>8</p><p>)</p><p>1</p><p>2</p><p>V</p><p>/</p><p>3</p><p>,1</p><p>V</p><p>/</p><p>3</p><p>V</p><p>9</p><p>)</p><p>1</p><p>4</p><p>,4</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>1</p><p>,1</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>0</p><p>,5</p><p>V</p><p>/</p><p>0</p><p>V</p><p>1</p><p>0</p><p>)</p><p>1</p><p>4</p><p>,4</p><p>V</p><p>/</p><p>9</p><p>,7</p><p>V</p><p>/</p><p>0</p><p>,5</p><p>V</p><p>1</p><p>1</p><p>)</p><p>7</p><p>,8</p><p>V</p><p>/</p><p>4</p><p>,2</p><p>V</p><p>/</p><p>3</p><p>,6</p><p>V</p><p>1</p><p>2</p><p>)</p><p>1</p><p>4</p><p>,4</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>3</p><p>,8</p><p>V</p><p>/</p><p>0</p><p>,6</p><p>V</p><p>1</p><p>3</p><p>)</p><p>7</p><p>,5</p><p>V</p><p>/</p><p>5</p><p>V</p><p>/</p><p>3</p><p>,7</p><p>5</p><p>V</p><p>1</p><p>4</p><p>)</p><p>1</p><p>3</p><p>,1</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>2</p><p>,5</p><p>V</p><p>/</p><p>5</p><p>,6</p><p>V</p><p>1</p><p>5</p><p>)</p><p>2</p><p>0</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>9</p><p>,8</p><p>V</p><p>/</p><p>0</p><p>V</p><p>1</p><p>6</p><p>)</p><p>1</p><p>2</p><p>,8</p><p>V</p><p>/</p><p>0</p><p>,7</p><p>V</p><p>/</p><p>0</p><p>,6</p><p>V</p><p>1</p><p>7</p><p>)</p><p>8</p><p>V</p><p>/</p><p>7</p><p>,4</p><p>V</p><p>/</p><p>6</p><p>,8</p><p>V</p><p>/</p><p>6</p><p>,2</p><p>V</p><p>1</p><p>8</p><p>)</p><p>1</p><p>7</p><p>do</p><p>condutor.</p><p>3) O campo magnético começa a mover-se do</p><p>centro do fio para sua borda.</p><p>INDUTÂNCIA</p><p>2) A corrente começa fluir pelo condutor.</p><p>4) O campo magnético em movimento induz uma</p><p>tensão no próprio fio.</p><p>Considerando que o campo magnético em</p><p>movimento, induz tensão no próprio fio, esse se</p><p>oporá à tensão original externa feita por “E1” e</p><p>tende a produzir uma corrente induzida em sentido</p><p>contrário a corrente original (veja figura 6).</p><p>1) A chave S1 é fechada.</p><p>Assim será induzida uma tensão nos extremos</p><p>desse condutor. Vejamos os processos básicos da</p><p>sequência de indução:</p><p>Como essa corrente induzida ocorre somente na</p><p>variação do campo magnético, haverá portanto,</p><p>uma corrente que irá se opor à original, causando</p><p>assim uma oposição a essa corrente, e esta</p><p>apresenta muita dificuldade em circular. Essa</p><p>indução é chamada de FORÇA ELETROMOTRIZ</p><p>INDUZIDA, mas como ela se opõe a variação da</p><p>corrente poderemos chamá-la de FORÇA</p><p>CONTRA-ELETROMOTRIZ INDUZIDA.</p><p>Então, quando um condutor em movimento é</p><p>imerso em um campo magnét ico, acaba</p><p>aparecendo uma diferença de potencial em seus</p><p>extremos. Já que o condutor está em movimento, o</p><p>campo magnético aplicado sobre ele é variável.</p><p>Essa variação do campo magnético irá gerar um</p><p>campo elétrico que poderá ser notado pela</p><p>diferença de potencial sobre o condutor.</p><p>AUTO-INDUÇÃO</p><p>A indutância pode ser definida como a capacidade</p><p>de induzir uma força eletromotriz quando ocorre</p><p>uma variação no fluxo de corrente. Então, definimos</p><p>a indutância como a capacidade de um</p><p>componente ou circuito de induzir uma força</p><p>eletromotriz. Se um componente ou circuito possui</p><p>essa capacidade, ela continuará existindo, mesmo</p><p>que não ocorram mudanças no fluxo de corrente. A</p><p>unidade de medida da indutância é o henry (H), em</p><p>homenagem a Joseph Henry, um físico do século</p><p>XIX que fez importantes descobertas nesta área da</p><p>ciência.</p><p>Podemos dizer que ao aplicar uma corrente</p><p>contínua circulante por um condutor, haverá a</p><p>formação de um campo magnético que partindo do</p><p>ponto central do condutor chegará à sua</p><p>extremidade de forma muito rápida. Considerando</p><p>que essa corrente contínua mantém um regime de</p><p>trabalho constante (mesma corrente circulante),</p><p>haverá um campo constante criado ao redor desse</p><p>condutor. Na figura 4, podemos ver que existe uma</p><p>fonte de alimentação ou bateria chamada de “E1”</p><p>fazendo circular uma corrente através da carga</p><p>“R1”.</p><p>Notem o campo magnético gerado em torno do</p><p>condutor. Podemos dizer que a intensidade de</p><p>campo magnético, será proporcional a intensidade</p><p>da corrente circulante.</p><p>Na figura 5, mostramos que o campo magnético</p><p>começa a se propagar a partir do centro, indo para</p><p>extremidade do condutor. Após um determinado</p><p>tempo, o campo magnético estará agindo no lado</p><p>de fora do condutor. Quando o campo magnético</p><p>está se movimentando do centro do fio para sua</p><p>borda, pode ser encarado como um campo</p><p>magnético, movendo-se nas extremidades do fio.</p><p>Do ponto de vista teórico isso é equivalente ao</p><p>condutor estar em movimento e o campo em</p><p>repouso. O que importa na realidade é o movimento</p><p>relativo entre eles.</p><p>Durante o tempo em que ocorrem os transientes, ou</p><p>seja, quando a corrente está indo do zero até algum</p><p>valor desconhecido, ocorre o fenômeno chamado</p><p>“auto-indução”.</p><p>E1</p><p>Campo magnético</p><p>CH1</p><p>R1</p><p>figura 4</p><p>seção transversal</p><p>do fio</p><p>campo magnético</p><p>indica que a corrente está</p><p>entrando na página</p><p>figura 5</p><p>Movimento</p><p>relativo</p><p>do condutor</p><p>direção da corrente</p><p>original</p><p>direção genérica</p><p>do campo (indicador)</p><p>corrente</p><p>original</p><p>corrente</p><p>induzida</p><p>figura 6</p><p>10 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Para um dado valor de indutância, o tempo</p><p>necessário para que a corrente atinja seu valor</p><p>máximo é diretamente proporcional a indutância.</p><p>Podemos considerar o componente</p><p>i ndu to r, como um condu to r</p><p>enrolado em um corpo cilíndrico;</p><p>isto possibilita uma maior concentração de campos,</p><p>aumentando também a reatância indutiva. A forma</p><p>de enrolar o fio no corpo cilíndrico acabou gerando</p><p>a lgumas vezes o nome de</p><p>“bobinas” para esse componente</p><p>(Figura 7).</p><p>Reatância indutiva é a oposição à passagem da</p><p>corrente, quando da variação desta. Sabemos que</p><p>a corrente não pode atingir o seu valor máximo</p><p>instantaneamente, quando essa é obrigada a</p><p>passar por um circuito indutivo. O tempo necessário</p><p>para que isso aconteça dependerá do valor da</p><p>indutância e de alguma resistência em série com</p><p>esse indutor.</p><p>INDUTORES</p><p>Podemos definir qualquer condutor que tem um</p><p>certo valor de indutância. Contudo, quando os</p><p>condutores são pouco extensos, esses valores de</p><p>indutância são muito pequenos e somente podem</p><p>ser medidos por instrumentos</p><p>extremamente sensíveis. Um</p><p>componente p ro je tado para</p><p>fornecer o valor de indutância</p><p>e s p e c í f i c o é c h a m a d o d e</p><p>INDUTOR.</p><p>Podemos aumentar a indutância</p><p>de uma bobina, aumentando o</p><p>número de espiras. Outra forma de</p><p>aumentar a indutância é utilizar o</p><p>n ú c l e o d e m a t e r i a l f e r r o</p><p>magnético, capaz de evitar a</p><p>dispersão do campo magnético induzido.</p><p>Na maioria das aplicações eletrônicas essa unidade</p><p>é muito grande, sendo usado seus sub-múltiplos:</p><p>mili-henry (mH) e micro-henry (mH). A letra usada</p><p>para simbolizar a indutância é o “L”. Como exemplo</p><p>podemos ter: L = 100 mH.</p><p>Um henry é a capacidade de indutância que irá</p><p>induzir uma força eletromotriz de 1 volt, quando a</p><p>corrente varia na razão de 1 ampère em 1 segundo.</p><p>A simbologia utilizada para indutor é apresentada</p><p>na figura 8.</p><p>INDUÇÃO</p><p>Indução é a ação de induzir uma força eletro-motriz</p><p>em um condutor, quando existe uma mudança no</p><p>fluxo de corrente em um indutor; ou quando um</p><p>campo magnético variável, agindo sobre um</p><p>condutor, cria uma diferença de potencial em seus</p><p>terminais.</p><p>REATÂNCIA INDUTIVA</p><p>Podemos notar que a variação de tensão de 0V</p><p>para algum valor qualquer em um circuito com</p><p>indutores, obriga a circulação de corrente que sofre</p><p>uma oposição pelo indutor no momento de variação</p><p>de corrente, ou seja, de 0A para algum valor</p><p>qualquer. Essa oposição criada é chamada de</p><p>reatância indutiva e é medida em ohms.</p><p>O símbolo de reatância indutiva é “XL”, e a unidade</p><p>de medida é o ohm, como já foi dito. Após alguns</p><p>cálculos e experimentos, chegamos a uma fórmula</p><p>que exprime o valor da reatância indutiva em</p><p>relação a frequência da corrente elétrica e a</p><p>indutância da “bobina”. Neste ponto de estudo, não</p><p>vale a pena demonstrarmos os cálculos envolvidos</p><p>para chegarmos a esta fórmula, já que a teoria de</p><p>e l e t r o - m a g n e t i s m o , s o m e n t e p o d e s e r</p><p>desenvolvida com ajuda de cálculos diferenciais um</p><p>pouco complexos. Então enunciaremos apenas a</p><p>fórmula, que é bem simples:</p><p>XL = 2 x p x f x L</p><p>f = frequências da corrente elétrica (Hz).</p><p>Por esta fórmula podemos ver que quanto maior a</p><p>frequência da corrente elétrica maior será a</p><p>reatância e também quanto maior for o valor da</p><p>indutância da “bobina” em questão, maior será a</p><p>reatância. O valor resultante desta fórmula será o</p><p>valor da reatância indutiva desta “bobina” medida</p><p>em ohms (W), desde que seja obedecida as</p><p>unidades da frequência em hertz e a indutância em</p><p>henry.</p><p>L = valor da indutância (H).</p><p>p (pi) = uma constante que vale: 3,141592654...</p><p>Podemos exemplificar esta fórmula aplicando-a a</p><p>um circuito eletrônico, formado por uma bobina de</p><p>3,3uH, ligada a uma fonte de corrente senoidal</p><p>A reatância indutiva é diretamente proporcional a</p><p>frequência e a indutância, ou seja, se aumentarmos</p><p>a frequência da corrente elétrica ou a indutância,</p><p>aumentaremos a reatância indutiva e vice-versa.BOBINA</p><p>figura 7</p><p>figura 8</p><p>11ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>XL = 2pfL = 2x3,14x10000x0,0000033</p><p>,3</p><p>V</p><p>/</p><p>2</p><p>,7</p><p>V</p><p>1</p><p>9</p><p>)</p><p>1</p><p>,2</p><p>V</p><p>/</p><p>0</p><p>,6</p><p>V</p><p>/</p><p>0</p><p>V</p><p>2</p><p>0</p><p>)</p><p>1</p><p>9</p><p>,4</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>8</p><p>,5</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>7</p><p>,9</p><p>V</p><p>2</p><p>1</p><p>)</p><p>2</p><p>0</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>7</p><p>,5</p><p>V</p><p>/</p><p>1</p><p>7</p><p>,5</p><p>V</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>96 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>ANÁLISE DE DEFEITOS COM DIODOS ZENER</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>3,3V</p><p>A</p><p>2V</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>3,3V</p><p>A</p><p>DZ1 com fuga</p><p>R1 alterado</p><p>2V</p><p>8V</p><p>OU</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>3,3V</p><p>A</p><p>5V</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>3,3V</p><p>A</p><p>DZ1 aberto</p><p>5V</p><p>5V</p><p>figura 12a</p><p>figura 12b</p><p>figura 13a</p><p>figura 13b</p><p>Os defeitos apresentados pelo diodo zener são</p><p>iguais ao diodo comum. Daremos a seguir, alguns</p><p>exemplos de análise de defeitos</p><p>Sobre R1 temos 8V (10V - 2V), e sobre R2 e DZ1</p><p>(estão em paralelo) temos 2V. Para marcarmos a</p><p>tensão sobre um componente utilizamos uma seta</p><p>sobre o componente indicando uma diferença de</p><p>potencial cuja a seta indica o potencial maior e o</p><p>outro extremo, o potencial menor, como mostra a</p><p>figura 12b.</p><p>Do mesmo modo anterior, devemos começar</p><p>colocando as tensões sobre os componentes,</p><p>como mostra a figura 13b.</p><p>Ficamos com 5V sobre R1 e também 5V sobre R2</p><p>e DZ1 (paralelos). Vamos começar analisando o</p><p>diodo DZ1, que está inversamente polarizado com</p><p>5V sobre ele, que é uma tensão maior que sua</p><p>tensão de zener (3,3V). Para justificar essa tensão</p><p>mais "alta" sobre o diodo temos 2 possibilidades. A</p><p>primeira e mais provável é que o diodo está</p><p>"danificado" (aberto) e a segunda é que ele estaria</p><p>"alterado". Para confirmar vamos supor que ele</p><p>estivesse aberto, então o circuito se comportaria</p><p>como se o diodo não existisse, sobrando um</p><p>circuito série de 2 resistores. Como as quedas de</p><p>tensões sobre R1 e R2 são iguais (5V em cada), e</p><p>os resistores também são "iguais", confirma que o</p><p>diodo DZ1 está aberto, como mostra a figura 13b.</p><p>Exemplo 01: Na figura 12a, temos um circuito com</p><p>2 resistores e um diodo em paralelo com um</p><p>resistor.</p><p>Para analisar circuitos com defeitos, devemos</p><p>sempre ter o mesmo procedimento, que é de</p><p>colocar as tensões sobre os componentes; as</p><p>tensões medidas nos pontos servem apenas de</p><p>instrumento para chegarmos as quedas de</p><p>tensões sobre os componentes. NÃO DEVEMOS</p><p>calcular as tensões que o circuito teria caso não</p><p>estivesse com defeito.</p><p>A análise de defeito sempre deve começar pelos</p><p>diodos; DZ1 está reversamente polarizado com</p><p>2V, tensão abaixo de sua tensão de zener,</p><p>portanto ele deve estar cortado, funcionando</p><p>como uma chave aberta, restando então um</p><p>circuito série formado por 2 resistores (R1 e R2).</p><p>Como os resistores são "iguais" deveríamos ter a</p><p>mesma queda de tensão sobre eles. Como a</p><p>tensão sobre R1 é maior que a queda de tensão</p><p>sobre R2 podemos concluir que R1 está alterado.</p><p>Devemos ainda verificar se uma fuga em DZ1</p><p>poderia provocar essa alteração nas tensões.</p><p>Exemplo 02: Na figura 13a podemos observar o</p><p>circuito defeituoso, muito parecido com o exemplo</p><p>anterior.</p><p>Exemplo 03: Na figura 14a, temos um circuito</p><p>formado por 3 resistores em série (R1, R2 e R3) e</p><p>um diodo paralelo a um dos resistores (R2); todos</p><p>eles ligados a uma fonte de 12V. O primeiro passo</p><p>para análise de defeito em um circuito, é saber</p><p>quais as tensões sobre os componentes</p><p>envolvidos no defeito, como podemos observar na</p><p>figura 14b, que mostra o mesmo circuito com as</p><p>tensões sobre os componentes.</p><p>Uma fuga no diodo zener será equivalente a um</p><p>resistor colocado em paralelo com este, sendo que</p><p>independente de atingir ou não a tensão de zener,</p><p>influenciaria as tensões gerais. Note que esta</p><p>provável fuga do zener, ficaria emparalelo com R2,</p><p>alterando o valor total da resistência equivalente</p><p>"para baixo" justificando a tensão medida para o</p><p>circuito. Com isso teremos duas possibilidades</p><p>para o defeito apresentado, que seria R1 alterado</p><p>ou DZ1 com fuga, como mostra a figura 12b.</p><p>97ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>+12V</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>2,4V</p><p>A</p><p>B</p><p>2V</p><p>4V</p><p>+12V</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>2,4V</p><p>A</p><p>B</p><p>R1 alterado</p><p>2V</p><p>2V</p><p>8V</p><p>+12V</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>2,4V</p><p>A</p><p>B</p><p>6V</p><p>6V</p><p>+12V</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>DZ1</p><p>2,4V</p><p>A</p><p>B</p><p>DZ1 em curto</p><p>6V</p><p>6V</p><p>0V</p><p>figura 14a</p><p>figura 14b</p><p>figura 15a</p><p>figura 15b</p><p>Na figura 14a, temos o circuito inicial com defeito,</p><p>onde é indicado as tensões dos pontos "A" e "B".</p><p>Já na figura 14b, temos o circuito com as quedas</p><p>de tensões sobre os componentes. O primeiro</p><p>componente a ser analisado é o diodo DZ1, que</p><p>está polarizado reversamente com 2V, que é a</p><p>mesma tensão de R2, já que DZ1 e R2 estão em</p><p>paralelo. Como o diodo está polarizado</p><p>(reversamente) com uma tensão abaixo de sua</p><p>tensão de zener, ele irá se comportar como uma</p><p>chave aberta, permanecendo cortado; neste caso,</p><p>resta no circuito apenas 3 resistores em série que</p><p>poderão ser analisados pelas quedas de tensão</p><p>sobre eles, que devem ter proporção ao valor de</p><p>suas resistências. Como os 3 resistores tem o</p><p>mesmo valor (10k), podemos detectar que R1 está</p><p>alterado pois sobre ele há uma queda de 8V e já</p><p>sobre R2 e R3 temos 2V sobre cada resistor,</p><p>indicando que R2 e R3 estão "bons" (mesma</p><p>resistência e mesma queda de tensão).</p><p>Resta agora apenas um circuito série formado por</p><p>R1 e R3; como os resistores são "iguais" teríamos</p><p>de ter quedas de tensões iguais sobre eles. Em R1</p><p>e R3 temos a mesma queda de tensão (6V)</p><p>indicando que ambos estão "bons", mas como</p><p>dissemos anteriormente, sobre R2 temos 0V que é</p><p>uma queda de tensão infinitamente menor que</p><p>sobre R1 e R3. Como seria isso possível? um</p><p>resistor não altera para menos e muito menos</p><p>entra em curto (0V de queda de tensão).</p><p>Verificando melhor o circuito da figura 15b</p><p>podemos ver que paralelo a R2 temos DZ1, que se</p><p>caso entrasse em curto levaria a uma queda de</p><p>tensão de 0V sobre ele e consequentemente</p><p>sobre R2. Assim, não encontramos nenhuma</p><p>outra possibilidade de defeito a não ser DZ1 em</p><p>curto, como mostra a figura 15b.</p><p>OBSERVAÇÃO: Neste exercício, afirmamos que</p><p>um resistor não altera para menos e nem entra em</p><p>curto. Esta afirmação não é totalmente verdadeira</p><p>já que na prática isso pode acontecer em raras e</p><p>especiais ocasiões. Mas para efeito de análise,</p><p>neste curso vamos considerar que este fato não</p><p>acontecerá. Exemplo 05: O circuito da figura 16a,</p><p>Para finalizar o exercício, precisamos ter certeza</p><p>se não existe outro defeito que provoque as</p><p>mesmas tensões. Outra possibilidade seria DZ1</p><p>com fuga diminuindo a tensão sobre R2,</p><p>justificando os 2V sobre R2 e a tensão maior sobre</p><p>R1, mas não justificaria a mesma queda de tensão</p><p>sobre R3 (2V). Como R2 e R3 possuem a mesma</p><p>queda, indica que ambos possuem a mesma</p><p>resistência. Desta forma, podemos confirmar que</p><p>o único defeito para este circuito é R1 alterado,</p><p>como mostra a figura 14b.</p><p>Exemplo 04: O circuito da figura 15a é o mesmo da</p><p>figura 14a, mas as tensões nos pontos "A" e "B",</p><p>são diferentes. O primeiro passo para a análise</p><p>será colocar as quedas de tensões sobre os</p><p>componentes do circuito, como mostra a figura</p><p>15b. Teremos então 6V sobre R1 e R3, e 0V sobre</p><p>DZ1 e R2 (paralelos). Começamos pelo diodo</p><p>DZ1, onde verificamos que não há queda de</p><p>tensão neste (0V), o mesmo ocorrendo para o</p><p>resistor R2. A falta da queda de tensão pode</p><p>significar ausência de corrente ou curto total (no</p><p>caso somente no zener, pois resistores não</p><p>apresentam este defeito).</p><p>é bem diferente dos outros aqui analisados pois é</p><p>composto de 4 resistores, sendo dois em série (R1</p><p>e R2), do positivo para o negativo, e mais dois em</p><p>série (R3 e R4), também do positivo para o</p><p>negativo; interligando esses 2 circuitos temos um</p><p>diodo zener, transformando a malha em um</p><p>circuito um pouco complexo, pois interliga duas</p><p>malhas série.</p><p>Na figura 16b, temos as tensões sobre os</p><p>componentes, onde vemos em R1 e R4 uma</p><p>queda de 4V, e em R2 e R3 uma queda de 8V;</p><p>sobre DZ1 temos 4V. Começando analisar por</p><p>DZ1 podemos verificar que ele está reversamente</p><p>polarizado comuma tensão maior que sua tensão</p><p>de zener, indicando que o mesmo está aberto ou</p><p>alterado. Para confirmarmos o defeito do diodo</p><p>DZ1, devemos começar a analisar o que</p><p>aconteceria se DZ1 estivesse aberto. Teríamos</p><p>então 2 circuitos séries isolados um do outro e com</p><p>isso 12 V da fonte divididos por 2 resistores de 20k</p><p>e 10k (nos 2 circuitos), com isso teríamos 1x para o</p><p>resistor de 10k e 2x para o resistor de 20k</p><p>totalizando 3x que subdividira a fonte em 4V para</p><p>cada "x", teríamos então 4V sobre o resistor de</p><p>10k ( R1 e R4) e 8V sobre o resistor de 20k (R2 e</p><p>R3), o que realmente está acontecendo,</p><p>mostrando que R1, R2, R3 e R4 estão "bons" e</p><p>DZ1 está aberto (figura 16b). Caso DZ1 estivesse</p><p>alterado ele iria desviar corrente dos resistores</p><p>alterando suas quedas de tensão, fato que não</p><p>está ocorrendo.</p><p>As correntes circulantes deste circuito também</p><p>são complexas pois elas partem do polo positivo</p><p>da fonte passando por R1 ou R2 e depois são</p><p>desviadas pelo diodo indo se somar em R3 ou R4.</p><p>Mas, felizmente para analisar defeito de circuitos</p><p>mais complexos não precisamos calcular as</p><p>tensões corretas, bastando colocar as tensões</p><p>sobre os componentes (como sempre) e depois</p><p>com análise lógica chegar ao componente</p><p>defeituoso.</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>98 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>+12V R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>20kW</p><p>DZ1</p><p>3,3V</p><p>DZ1 aberto</p><p>A B</p><p>8V 4V</p><p>R3</p><p>20kW</p><p>R4</p><p>10kW</p><p>+12V R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>20kW</p><p>DZ1</p><p>3,3V</p><p>A B</p><p>R3</p><p>20kW</p><p>R4</p><p>10kW</p><p>4V</p><p>4V</p><p>8V</p><p>4V 8V</p><p>DZ1</p><p>4,7V</p><p>8,5V</p><p>3,8V</p><p>+20V</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R3</p><p>5kW</p><p>DZ1</p><p>4,7V</p><p>DZ2</p><p>2,4V</p><p>15,3V</p><p>2V</p><p>Localize o componente</p><p>defeituoso nos circuitos abaixo:</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>R1</p><p>5kW</p><p>R3</p><p>5kW</p><p>+12V</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>5kW</p><p>R2</p><p>5kW</p><p>DZ1</p><p>3,3V</p><p>4,5V</p><p>DZ1</p><p>4,7V</p><p>+12V</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>R1</p><p>15kW</p><p>R3</p><p>20kW</p><p>8,4V</p><p>4,7V</p><p>1</p><p>3</p><p>2</p><p>4</p><p>figura 16a</p><p>figura 16b</p><p>Respostas: 1) DZ1 alterado 2) R2 aberto 3) R2 alterado 4) DZ2 com fuga</p><p>99ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>+15V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>5,1V</p><p>D5</p><p>D4</p><p>2,7V</p><p>D3</p><p>D6</p><p>D7</p><p>12V</p><p>D8</p><p>D13</p><p>D12</p><p>11V</p><p>D11 D14</p><p>3,3V</p><p>D15</p><p>7,2V</p><p>D16</p><p>D17</p><p>5,6V</p><p>D18</p><p>9,1V</p><p>D19</p><p>5,6V</p><p>D9</p><p>D10</p><p>D2</p><p>R3</p><p>3kW</p><p>R5</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>R6</p><p>5kW</p><p>R8</p><p>200W</p><p>R10</p><p>6kW</p><p>R12</p><p>1kW</p><p>R13</p><p>1kW</p><p>R11</p><p>12kWR9</p><p>600W</p><p>A</p><p>B</p><p>C</p><p>D</p><p>E</p><p>F</p><p>G</p><p>H</p><p>I</p><p>J</p><p>K</p><p>L</p><p>M</p><p>N</p><p>O</p><p>R7</p><p>10kW</p><p>P</p><p>Q</p><p>R</p><p>S</p><p>T</p><p>U</p><p>V</p><p>W</p><p>X</p><p>0,6V</p><p>8,8V</p><p>3,7V</p><p>0,6V</p><p>4,3V</p><p>4,9V</p><p>0,6V</p><p>14,4V</p><p>4V</p><p>14,7V</p><p>14,4V</p><p>14,1V</p><p>0,6V</p><p>11,6V</p><p>11,6V</p><p>14,7V</p><p>11,4V</p><p>4,2V</p><p>14,4V</p><p>6,5V</p><p>11,1V</p><p>0V</p><p>15V</p><p>0V</p><p>+18V</p><p>R1</p><p>2kW</p><p>D1 D4</p><p>D9</p><p>7,2VD6 D11</p><p>D7</p><p>D12</p><p>11V</p><p>D14</p><p>7,2V</p><p>D15</p><p>7,2V</p><p>D8</p><p>2,7V</p><p>D13</p><p>4,7V</p><p>D5</p><p>11V</p><p>D10</p><p>D2</p><p>3,3V</p><p>D3</p><p>5,6V</p><p>R5</p><p>2kW</p><p>R4</p><p>1kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R6</p><p>5kW</p><p>R9</p><p>1kW</p><p>R7</p><p>600W</p><p>R10</p><p>1kW</p><p>R8</p><p>10kW</p><p>R11</p><p>1kW</p><p>R12</p><p>2kW</p><p>R15</p><p>4kW</p><p>R16</p><p>2kW</p><p>R13</p><p>1kW</p><p>R14</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>3kW</p><p>Y</p><p>Z</p><p>A1</p><p>B1</p><p>C1</p><p>D1</p><p>E1</p><p>F1</p><p>G1</p><p>H1</p><p>I1</p><p>J1</p><p>K1</p><p>L1</p><p>M1</p><p>N1 17,4V</p><p>14,1V</p><p>7V</p><p>0V</p><p>17,6V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>10,8V</p><p>3,8V</p><p>4,4V</p><p>4,7V</p><p>17,4V</p><p>17,2V</p><p>0V</p><p>7,2V</p><p>3,6V</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>D1</p><p>D5</p><p>3,3V</p><p>D4</p><p>D3</p><p>5,6V</p><p>D6</p><p>7,2V</p><p>D7</p><p>D8</p><p>5,1V</p><p>D13</p><p>2,7V</p><p>D12</p><p>2,7V</p><p>D14</p><p>D15</p><p>D16</p><p>4,7V</p><p>D17</p><p>D18</p><p>2,7V</p><p>D19</p><p>D9</p><p>D10</p><p>D11</p><p>D2</p><p>5,6V</p><p>R3</p><p>3kW</p><p>R5</p><p>20W</p><p>R4</p><p>2kW</p><p>R6</p><p>5kW</p><p>R7</p><p>10MW</p><p>R8</p><p>200kW</p><p>R10</p><p>6kW</p><p>R12</p><p>1kW</p><p>R13</p><p>1kW</p><p>R11</p><p>120kWR9</p><p>600W</p><p>O1</p><p>P1</p><p>Q1</p><p>R1</p><p>S1</p><p>T1</p><p>U1</p><p>V1</p><p>W1</p><p>X1</p><p>Y1</p><p>Z1</p><p>A2</p><p>B2</p><p>C2</p><p>D2</p><p>E2</p><p>F2</p><p>G2</p><p>H2</p><p>I2</p><p>J2</p><p>K2</p><p>L2</p><p>5,6V</p><p>8,7V</p><p>8,9V</p><p>0,6V</p><p>1,2V</p><p>1,8V</p><p>0,6V</p><p>0,6V</p><p>4,8V 7,5V</p><p>6,9V</p><p>6,3V</p><p>5,7V</p><p>9,3V</p><p>1,7V</p><p>12V</p><p>11,7V</p><p>0V</p><p>11,4V</p><p>4,8V</p><p>5,4V</p><p>0,6V</p><p>3,8V</p><p>6,5V</p><p>1 2 3 4 5 6 7 8</p><p>9 10 11 12 13</p><p>14 15 16 17 18 19 20 21</p><p>9) D3 aberto 10) R6 aberto 11) R9 alterado 12) D13 alterado 13) D15 em curto 14) D1 com fuga 15) D4 com fuga 16) R4 alterado 17)</p><p>D8 com fuga 18) D13 com fuga 19) D15 aberto 20) R16 alterado 21) R12 alterado</p><p>Respostas: 1) R1 alterado 2) D4 alterado 3) R4 alterado 4) R6 aberto 5) D11 em curto 6) R9 alterado 7) D17 com fuga 8) D18 aberto</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>100 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>http://www.fairchildsemi.com/sitesearch/fsc.jsp?command=eq&attr1=AAAFamily&attr2=Zener+Diode</p><p>http://www.onsemi.com/PowerSolutions/parametrics.do?id=830</p><p>http://pt.wikipedia.org/wiki/Diodo_Zener</p><p>http://www.dee.ufcg.edu.br/~gutemb/Apostila%20Diodo%20Zener.pdf</p><p>http://www.elbest.eng.br/tabelas/tabzener.htm</p><p>http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Solids/zener.html</p><p>Pesquisas sobre diodos zeners, para serem feitas na internet:</p><p>1 1</p><p>1</p><p>3</p><p>tipos de diodos zeners: (1) diodos SMD (montagem em superfície); (2) diodos comuns (3) zener de potência</p><p>2</p><p>Atenção: após a leitura e/ou estudo detalhado desta aula, parta para a feitura dos</p><p>blocos de exercícios M2-33 à M2-36. Não prossiga para a aula seguinte sem ter</p><p>certeza que seu resultado nos blocos é acima de 85%. Lembre-se que o verdadeiro</p><p>aprendizado, com retenção das informações desta aula, somente será alcançado com</p><p>todos os exercícios muito bem feitos. Portanto, tenha paciência pois será no dia-a-dia</p><p>da feitura dos blocos alcançará um excelente nível em eletrônica.</p><p>101ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>AULA</p><p>10</p><p>DIODO LED - TRANSISTORES</p><p>LED - características gerais</p><p>TRANSISTORES - funcionamento</p><p>Polarização de transistores - testes práticos</p><p>Polarização de transistores - análise teórica</p><p>DIODO LED</p><p>Já em outros materiais, como o arseneto de gálio (GaAs)</p><p>ou o fosfato de gálio (GaP), o número de fótons de luz</p><p>emitido é suficiente para constituir fontes de luz bastante</p><p>eficientes.</p><p>O diodo emissor de luz, também conhecido pela sigla em</p><p>em inglês LED (Light Emitting Diode), funciona como um</p><p>diodo comum com relação a polarização, ou seja, para</p><p>conduzir necessita de uma polarização direta (tensão</p><p>positiva no ânodo e negativa no cátodo). Em qualquer junção P-N polarizada diretamente, dentro</p><p>da estrutura, próximo à junção, ocorrem recombinações</p><p>de lacunas e elétrons. Essa recombinação exige que a</p><p>energia possuída por esse elétron, que até então era livre,</p><p>seja liberada, o que ocorre na forma de calor ou fótons de</p><p>luz.</p><p>Sua funcionalidade básica é a emissão de luz em locais e</p><p>instrumentos onde se torna mais conveniente a sua</p><p>utilização no lugar de uma lâmpada. Especialmente</p><p>utilizado em produtos de microeletrônica como</p><p>sinalizador de avisos, também pode ser encontrado em</p><p>tamanho maior, como em alguns modelos de sinaleiras.</p><p>A forma simplificada de uma junção P-N de um LED</p><p>demonstra seu processo de eletroluminescência. O</p><p>material dopante de uma área do semicondutor contém</p><p>átomos com um elétron a menos na banda de valência</p><p>em relação ao material semicondutor. Na ligação, os íons</p><p>desse material dopante (íons "aceitadores") removem</p><p>elétrons de valência do semicondutor, deixando</p><p>"lacunas" (ou buracos), portanto, o semicondutor torna-</p><p>se do tipo P. Na outra área do semicondutor, o material</p><p>dopante contém átomos com um elétron a mais do que o</p><p>semicondutor puro em sua faixa de valência. Portanto, na</p><p>ligação esse elétron fica disponível sob a forma de</p><p>elétron livre, formando o semicondutor do tipo N.</p><p>Os semicondutores também podem ser do tipo</p><p>compensados, isto é, possuem ambos os dopantes (P e</p><p>N). Neste caso, o dopante em maior concentração</p><p>determinará a que tipo pertence o semicondutor. Por</p><p>exemplo, se existem mais dopantes que levariam ao P do</p><p>que do tipo N, o semicondutor será do tipo P. Isso</p><p>implicará, contudo, na redução da mobilidade dos</p><p>portadores.</p><p>A Mobilidade dos Portadores é a facilidade</p><p>com que cargas N e P (elétrons e buracos) atravessam</p><p>a estrutura cristalina do material sem colidir com a</p><p>vibração da estrutura. Quanto maior a mobilidade dos</p><p>portadores, menor será a perda de energia, portanto</p><p>mais baixa será a resistividade.</p><p>O LED é um diodo semicondutor (junção P-N) que</p><p>quando energizado emite luz visível por isso LED (Diodo</p><p>Emissor de Luz). A luz não é monocromática (como em</p><p>um laser), mas consiste de uma banda espectral</p><p>relativamente estreita e é produzida pelas interações</p><p>energéticas do elétron. O processo de emissão de luz</p><p>pela aplicação de uma fonte eléctrica de energia é</p><p>chamado eletroluminescência.</p><p>Características (fonte: Wikipedia)</p><p>No silício e no germânio, que são os elementos básicos</p><p>dos diodos e transistores, entre outros componentes</p><p>eletrônicos, a maior parte da energia é liberada na forma</p><p>de calor, sendo insignificante a luz emitida (devido a</p><p>opacidade do material), e os componentes que</p><p>trabalham com maior capacidade de corrente chegam a</p><p>precisar de irradiadores de calor (dissipadores) para</p><p>ajudar na manutenção dessa temperatura em um</p><p>patamar tolerável.</p><p>LED: vista interna</p><p>chip</p><p>semicondutor</p><p>copo refletor</p><p>lente</p><p>terminais de</p><p>polarização</p><p>ANODO</p><p>ANODO</p><p>CATODO CATODO</p><p>ANODO (A)</p><p>CATODO (K)</p><p>figura 1</p><p>figura 1a</p><p>figura 1b</p><p>+12V</p><p>LED 1</p><p>1kW 10mA</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>102 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>LED ALTO BRILHO</p><p>EXERCÍCIOS PROPOSTOS 3) Calcule o valor do resistor R para que circule</p><p>uma corrente de 10mA pelo circuito formado pelo</p><p>gerador de corrente alternada de 120Vac e</p><p>retificado, sabendo que a tensão de polarização do</p><p>LED1 é de 2V.</p><p>2) Calcule a tensão no ponto indicado para</p><p>que o LED1 funcione normalmente com uma</p><p>corrente de 10mA, polarizado pelo resistor</p><p>de 1k.</p><p>1) Calcule o valor do resistor para que o diodo</p><p>LED funcione com um brilho médio (1,5V e</p><p>10mA).</p><p>+10V</p><p>LED 1</p><p>Características básicas</p><p>Imed = 10mA</p><p>Vmed. = 1,5V</p><p>R ?</p><p>1,5V</p><p>120Vac</p><p>LED 1</p><p>R= ? 10mA</p><p>G</p><p>2V</p><p>figura 1 figura 1 figura 1</p><p>Na região de contato das áreas, elétrons e lacunas se</p><p>recombinam, criando uma fina camada praticamente</p><p>isenta de portadores de carga, a chamada barreira de</p><p>potencial, onde temos apenas os íons "doadores" da</p><p>região N e os íons "aceitadores" da região P, que por</p><p>não apresentarem portadores de carga "isolam" as</p><p>demais lacunas do material P dos outros elétrons livres</p><p>do material N.</p><p>Um elétron livre ou uma lacuna só pode atravessar a</p><p>barreira de potencial mediante a aplicação de energia</p><p>externa (polarização direta da junção). Aqui é preciso</p><p>ressaltar um fato físico do semicondutor: nesses</p><p>materiais, os elétrons só podem assumir determinados</p><p>níveis de energia (níveis discretos), sendo as bandas</p><p>de valência e de condução as de maiores níveis</p><p>energéticos para os elétrons ocuparem.</p><p>A região compreendida entre o topo da camada de</p><p>valência e a parte inferior da camada de condução é</p><p>chamada de "banda proibida". Se o material</p><p>semicondutor for puro, não terá elétrons nessa banda</p><p>(daí ser chamada "proibida"). A recombinação entre</p><p>elétrons e lacunas, que ocorre depois de vencida a</p><p>barreira de potencial, pode acontecer na banda de</p><p>valência ou na proibida. A possibilidade dessa</p><p>recombinação ocorrer na banda proibida se deve à</p><p>criação de estados eletrônicos de energia nessa área</p><p>pela introdução de outras impurezas no material. Como</p><p>a recombinação ocorre mais facilmente no nível de</p><p>energia mais próximo da banda de condução, pode-se</p><p>escolher adequadamente as impurezas para a</p><p>confecção dos LED's, de modo a exibirem bandas</p><p>adequadas para a emissão da cor de luz desejada</p><p>(comprimento de onda específico).</p><p>Quando polarizamos um diodo e este conduz, haverá</p><p>uma recombinação " elétron lacuna". Certa quantidade</p><p>desta recombinação é absorvida, gerando calor. Outra</p><p>quantidade é liberada em forma de fótons, gerando luz.</p><p>Nos díodos de silício e germânio a quantidade de</p><p>energia liberada em forma de fótons é insignificante em</p><p>relação quantidade de energia absorvida pela</p><p>recombinação " elétron lacuna". Porém, o arsenieto de</p><p>gálio é um semicondutor, no qual a quantidade de</p><p>energia liberada em forma de fótons é significante,</p><p>criando-se assim, a possibilidade de criar com este tipo</p><p>de semicondutor, diodos emissores de luz (LED's). Os</p><p>LED's são comumente encontrados nas cores laranja,</p><p>amarelo, vermelho, verde e branco.</p><p>Funcionamento</p><p>Existem inúmeros tipos de</p><p>LED's, de tamanhos,</p><p>c o r e s e p o t ê n c i a s</p><p>diferentes.</p><p>O aspecto físico do diodo LED é um pouco diferente do</p><p>diodo comum, como podemos ver na figura 1 e 1 a.</p><p>Na página anterior temos o símbolo do diodo LED, na</p><p>figura 1b, que diferencia do diodo comum pelas setas</p><p>indicando que ele emite luz.</p><p>Como já mencionamos a tensão necessária para a</p><p>condução do diodo LED gira em torno de 1,8V, e como</p><p>geralmente os circuitos são alimentados por tensões</p><p>bem superiores, devemos ligar em série com o diodo</p><p>LED um resistor limitador</p><p>de corrente. O LED tem</p><p>d i v e r s a s f u n ç õ e s ,</p><p>inclusive as mesmas do</p><p>diodo comum de baixa</p><p>potência, mas a sua</p><p>grande utilidade é de</p><p>indicador luminoso para</p><p>mostrar alguma função</p><p>como: circuito de proteção</p><p>a c i o n a d o , a p a r e l h o</p><p>ligado, comutação de</p><p>função, etc.</p><p>Outra diferença do diodo comum para o diodo LED é</p><p>que o diodo comum (silício) precisa de 0,6V de</p><p>polarização direta, já o diodo LED precisa de 1,5V a 2V</p><p>de polarização direta para que ele conduza. Ambos</p><p>diodos depois de polarizados diretamente</p><p>permanecerão com uma diferença de potencial quase</p><p>constante sobre seus terminais e funcionarão como se</p><p>fosse uma chave fechada para o circuito.</p><p>figura 2: Apesar do exercício estar pedindo para calcular, já temos</p><p>o valor do resistor e da corrente circulante e considerando que o</p><p>LED estará trabalhando com 1,5V, esta será a tensão do ponto.</p><p>figura 1: temos uma tensão de alimentação de 10V e uma queda</p><p>sobre o LED de 1,5V; logo, sobre o resistor haverá uma queda de</p><p>tensão de 8,5V e como temos um valor de corrente para o LED de</p><p>10mA, o valor do resistor será de 850 ohms ou 820 ohms em caso</p><p>de valor comercial.</p><p>figura 3: Temos agora uma tensão de alimentação de 120V. O</p><p>diodo comum, será somente para suportar a reversa da rede</p><p>elétrica. Como temos uma queda de tensão de 118V sobre o</p><p>resistor e a corrente circulante é de 10mA, o valor deste será de</p><p>11.800 ou 12k. Veja ainda que a potência é importante e para isso</p><p>devemos multiplicar a queda de tensão sobre o resistor 118V pela</p><p>corrente de 0,01A, que dará 1,18W, ou um mínimo de 1,5W de</p><p>dissipação de potência para o resistor.</p><p>O transistor é o componente que de certa forma,</p><p>propiciou uma revolução na eletrônica. Muitos</p><p>comparam a importância do seu invento com a</p><p>importância da descoberta do fogo pelo homem.</p><p>Este maravilhoso componente, chamado de</p><p>transistor bipolar de junção (TBJ), é constituído de</p><p>semicondutores como no caso dos diodos. Os</p><p>semicondutores usados na sua fabricação são</p><p>iguais aos usados no diodos, ou seja, silício ou</p><p>germânio . O termo t rans is tor vem de</p><p>TRANSFERENCE RESISTOR (resistor/resistência</p><p>de transferência), como era conhecido pelos seus</p><p>inventores.</p><p>Possui três camadas e duas junções. Duas</p><p>camadas serão iguais, sendo estas do tipo P ou do</p><p>tipo N. A terceira camada tem polaridade contrária</p><p>as demais e fisicamente é extremamente menor</p><p>que as outras. Na figura 1, temos um transistor NPN</p><p>e na figura 2 temos outro PNP, nomeados assim</p><p>devido a disposição de suas camadas. Em cada</p><p>camada temos a ligação de um terminal, dando</p><p>origem a três terminais chamados de BASE,</p><p>EMISSOR e COLETOR.</p><p>O transistor foi inventado nos Laboratórios da Bell</p><p>Telephone por Bardeen e Brattain em 1947 e,</p><p>inicialmente, demonstrado em 23 de Dezembro de</p><p>1948, por John Bardeen, Walter Houser Brattain e</p><p>William Bradford Shockley, que foram</p><p>laureados</p><p>com o Nobel de Física em 1956. Ironicamente, eles</p><p>pretendiam fabricar um transistor de</p><p>efeito de campo (FET) idealizado por</p><p>Julius Edgar Lilienfeld antes de 1925,</p><p>mas acabaram por descobrir uma</p><p>amplificação da corrente no ponto de</p><p>contato do transistor. Isto evoluiu</p><p>posteriormente para converter-se no</p><p>transistor de junção bipolar (BJT). O</p><p>objetivo do projeto era criar um</p><p>dispositivo compacto e barato para substituir as</p><p>válvulas termoiônicas usadas nos sistemas</p><p>t e l e f ô n i c o s d a</p><p>é p o c a . O s</p><p>t r a n s i s t o r e s</p><p>b i p o l a r e s p a s -</p><p>saram, então, a ser</p><p>i nco rpo rados a</p><p>d i v e r s a s</p><p>apl icações, ta is</p><p>como aparelhos</p><p>auditivos, seguidos</p><p>rapidamente por</p><p>rádios transistorizados. Mas, a indústria norte-</p><p>americana não adotou imediatamente o transistor</p><p>nos equipamentos eletrônicos de consumo,</p><p>preferindo continuar a usar as válvulas</p><p>termoiônicas, cuja tecnologia era amplamente</p><p>difundida. Foi por meio de produtos japoneses,</p><p>notadamente os rádios portáteis fabricados pela</p><p>Sony, que o transistor passou a ser adotado em</p><p>escala mundial. Nessa época, o MOSFET (Metal</p><p>Oxide Silicon Field Effect Transistor - Transistor de</p><p>Efeito de Campo formado por Metal, Óxido e Silício)</p><p>ficou em segundo plano, quase esquecido.</p><p>Problemas de interface inviabilizavam a construção</p><p>dos MOSFETs. Contudo, em 1959, Atalla e Kahng,</p><p>da Bell Labs, fabricaram e conseguiram a operação</p><p>de um transistor MOS. Nessa época, os transistores</p><p>MOS eram tidos como curiosidade, devido ao</p><p>desempenho bastante inferior aos bipolares. A</p><p>grande vantagem dos transistores em relação às</p><p>válvulas foi demonstrada em 1958, quando Jack</p><p>Kilby, da Texas Instruments, desenvolveu o primeiro</p><p>circuito integrado, consistindo de um transistor, três</p><p>resistores e um capacitor, implementando um</p><p>oscilador simples. A partir daí, via-se a possibilidade</p><p>de criação de circuitos mais complexos, utilizando</p><p>integração de componentes. Isto marcou uma</p><p>transição na história dos transistores, que deixaram</p><p>de ser vistos como substitutos das válvulas e</p><p>passaram a ser encarados como dispositivos que</p><p>possibilitam a criação de circuitos complexos</p><p>integrados.</p><p>Em 1960, devido a sua estrutura mais simples, o</p><p>MOS passou a ser encarado como um dispositivo</p><p>viável para circuitos digitais integrados. Nessa</p><p>época, havia muitos problemas com estados de</p><p>103ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>TRANSISTOR</p><p>N</p><p>Base</p><p>Coletor Emissor</p><p>P N</p><p>Base</p><p>ColetorEmissor</p><p>P N P</p><p>figura 1</p><p>figura 2</p><p>aspectos físicos de vários invólucros de transistores</p><p>impurezas, o que manteve o uso do MOS restrito</p><p>até o fim da década de 60. Entre 1964 e 1969,</p><p>identificou-se o Sódio Na como o principal causador</p><p>dos problemas de estado de superfície e</p><p>começaram a surgir soluções para tais problemas.</p><p>No início da tecnologia MOS, os transistores PMOS</p><p>foram mais utilizados, apesar do conceito de</p><p>Complementary MOS (CMOS) já ter sido</p><p>introduzido por Weimer. O problema ainda era a</p><p>dificuldade de eliminação de estados de superfície</p><p>nos transistores NMOS.</p><p>Funcionamento</p><p>Usaremos como referência para análise de</p><p>funcionamento o transistor PNP. O funcionamento</p><p>A partir da década de 80, o uso de CMOS foi</p><p>intensificado, levando a tecnologia a ser usada em</p><p>75% de toda a fabricação de circuitos, por volta do</p><p>ano 2000.</p><p>do transistor NPN é igual ao do tipo PNP, mudando</p><p>somente nas polarizações.</p><p>Analisaremos de forma separada a primeira junção,</p><p>correspondente aos terminais de base e emissor.</p><p>Na figura 3a, temos a ilustração desta junção</p><p>recebendo uma polarização direta (tensão positiva</p><p>no canal P e negativa no canal N). Como</p><p>consequência da polarização direta, teremos uma</p><p>circulação de corrente ou um fluxo de elétrons que</p><p>se deslocam do canal N para o canal P. As</p><p>dimensões do canal N são bem inferiores a do canal</p><p>P. Com isso, teremos uma concentração de lacunas</p><p>na barreira da junção. A outra junção P (figura 3b)</p><p>do componente correspondente aos terminais base</p><p>e coletor receberá polarização reversa (tensão</p><p>negativa no canal P e positiva no canal -N) e</p><p>portanto, não haverá circulação de corrente por</p><p>esta.</p><p>Na figura 4, temos a união destas duas junções,</p><p>juntamente com suas polarizações. Como vimos</p><p>nas linhas anteriores, a polarização direta entre</p><p>base emissor, permitirá um fluxo de elétrons do</p><p>material N para P e fará com que lacunas se</p><p>concentrem na junção, devido o material P ser de</p><p>dimensões bem maiores que o material N. O coletor</p><p>(canal P) terá uma polarização negativa e</p><p>consequentemente, teremos este material</p><p>carregado negativamente.</p><p>Em 1970, a Intel anunciava a primeira DRAM,</p><p>fabricada com tecnologia PMOS. Em 1971, a</p><p>m e s m a e m p r e s a l a n ç a v a o p r i m e i r o</p><p>microprocessador do mundo, o 4004, baseado em</p><p>tecnologia PMOS. Ele tinha sido projetado para ser</p><p>usado em calculadoras. Ainda em 1971, resolviam-</p><p>se os problemas de estado de superfície e emergia</p><p>a tecnologia NMOS, que permitia maior velocidade</p><p>e maior poder de integração. O domínio da</p><p>tecnologia MÓS dura até o final dos anos 70. Nessa</p><p>época, o NMOS passou a ser um problema, pois</p><p>com o aumento da densidade dos CIs, a tecnologia</p><p>demonstrou-se insuficiente, pois surgem grandes</p><p>problemas com consumo de potência (que é alto</p><p>nesse tipo de tecnologia). Com isso, a tecnologia</p><p>CMOS começava a ganhar espaço. A barreira que separa as duas junções (emissor do</p><p>coletor) será muito pequena por dois motivos: a</p><p>pequena dimensão do canal N e a polarização</p><p>direta entre base-emissor que faz com que a</p><p>barreira desta junção seja menor. O acúmulo de</p><p>lacunas na junção base-emissor e a pequena</p><p>barreira entre coletor emissor, permite que os</p><p>elétrons do coletor (carregado negativamente pela</p><p>polarização negativa) vençam esta barreira e sejam</p><p>absorvidos pelo canal P, carregado positivamente</p><p>(emissor). Desta forma haverá um grande fluxo de</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>104 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>N PP N</p><p>Base</p><p>Coletor</p><p>Carregado</p><p>negativamente</p><p>Emissor</p><p>P N P</p><p>aspectos físicos de transistores montados em superfície (SMD)</p><p>figura 3a figura 3b</p><p>figura 4</p><p>ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Na figura 5, temos os símbolos dos transistores NPN e</p><p>PNP. A seta no emissor indica a polarização direta e</p><p>sentido de corrente para a junção base-emissor, tanto no</p><p>caso NPN (figura 5a), como no caso PNP (figura 5b).</p><p>Aplicando-se uma polarização direta na junção base-</p><p>emissor, teremos um grande fluxo entre coletor/emissor</p><p>devido o acúmulo de lacunas na junção base-emissor e</p><p>consequentemente, da captação dos elétrons do coletor</p><p>(análise com transistor PNP).</p><p>Caso não seja aplicado uma polarização entre base-</p><p>emissor, não haverá corrente entre coletor-emissor, pois a</p><p>barreira na junção base-emissor não permitirá.</p><p>Resumo</p><p>Sem polarização entre base-emissor, o transistor se</p><p>comporta como chave aberta entre coletor-emissor, pois</p><p>não haverá corrente circulante.</p><p>Nas figuras abaixo, podemos ver uma série de transistores</p><p>com seus respectivos terminais. Esta “tabela” deve ser</p><p>utilizada pelo aluno inexperiente, para identificação dos</p><p>terminais e auxílio em várias montagens.</p><p>Um dos transistores mais utilizados em</p><p>nosso treinamento é o BC548 e BC558, cuja</p><p>disposição dos terminais é mostrada</p><p>(Coletor-Base-Emissor da esquerda para a</p><p>direita).</p><p>Também utilizaremos o BD135 ao BD140,</p><p>além da codificação TIP.</p><p>corrente entre coletor-emissor, pois estes canais tem</p><p>dimensões consideráveis.</p><p>Base</p><p>Coletor</p><p>Emissor</p><p>NPN</p><p>Base</p><p>Coletor</p><p>Emissor</p><p>PNP</p><p>figura 5</p><p>tipos de invólucro</p><p>e a disposição de componentes</p><p>disposição dos terminais nos</p><p>transistores mais populares</p><p>105</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>106 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>Polarização de transistores – testes práticos</p><p>1 - Solde um dos resistores de 1k</p><p>no coletor do transistor (terminal</p><p>externo) deixando a outra ponta do</p><p>resistor livre.</p><p>3 - Deixe a base do transistor sem</p><p>nenhuma ligação (em aberto).</p><p>6 - coloque o multímetro da escala de 20Vdc e sua</p><p>ponta preta no terminal negativo da bateria ou fonte.</p><p>5 - Ligue o potencial negativo da fonte (garra preta)</p><p>no resistor de 1k que está ligado ao coletor do</p><p>transistor.</p><p>7 - Meça as tensões de emissor com a ponta</p><p>vermelha e depois a de coletor, também com a</p><p>ponta vermelha.</p><p>Medição 2</p><p>1 transistor BC558 ou BC557 ou BC556 (PNP)</p><p>Antes de entrar no estudo mais técnico sobre as</p><p>polarizações de um transistor, vamos fazer abaixo</p><p>alguns testes práticos muito simples e para isso</p><p>necessitaremos dos seguinte componentes:</p><p>2 resistores de 1 k 1/8 W</p><p>1 transistor BC548 ou BC547 ou BC546 (NPN)</p><p>POLARIZAÇÃO DO TRANSISTOR PNP (BC558)</p><p>1 resistorde100k 1/8W</p><p>1 fonte de alimentação de 12V</p><p>Medição 1</p><p>2 - Solde o outro resistor de 1 k no</p><p>emissor do transistor (terminal</p><p>externo) deixando a outra ponta do</p><p>resistor livre.</p><p>4 - Ligue o potencial positivo da</p><p>fonte (garra vermelha) no resistor</p><p>de 1 k que está ligado ao emissor</p><p>do transistor.</p><p>Resultados: considerando que a fonte de</p><p>alimentação possui 12V, no emissor será medido</p><p>12V e no coletor 0V.</p><p>Interpretação: podemos dizer que a resistência</p><p>entre emissor e coletor é muito mais alta</p><p>(infinitamente) do que os resistores que estão no</p><p>emissor e coletor. Assim, podemos dizer que temos</p><p>uma chave aberta entre os dois terminais do</p><p>transistor.</p><p>1 - Mantenha todas as ligações</p><p>que foram feitas em "Medição 1"</p><p>3 - Ligue o outro extremo do</p><p>resistor de 100k no potencial</p><p>negativo da fonte.</p><p>4 - coloque o multímetro da escala de 20Vdc e sua</p><p>ponta preta no terminal negativo da bateria ou fonte.</p><p>5 - Meça as tensões de emissor com a ponta</p><p>vermelha e depois a de coletor, também com a</p><p>ponta vermelha.</p><p>Resultados: considerando que a fonte de</p><p>alimentação possui 12V, no emissor será medido</p><p>6V e no coletor também 6V.</p><p>Interpretação: podemos dizer que a resistência</p><p>entre emissor e coletor ficou muito menor do que os</p><p>valores dos resistores de emissor e coletor. Assim,</p><p>podemos dizer que temos uma chave fechada entre</p><p>os dois terminais do transistor, criando circulação</p><p>de corrente pelos resistores e consequentemente</p><p>queda de tensões de 6V em cada um deles.</p><p>2 - Desligue a fonte de</p><p>alimentação e solde na base do</p><p>transistor (terminal que estava</p><p>em aberto) o resistor de 100k.</p><p>Medição 3</p><p>1 - Mantenha todas as ligações que foram feitas em</p><p>"Medição 2"</p><p>2 - coloque o multímetro da escala de 20Vdc e sua</p><p>107ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>ponta preta no terminal negativo</p><p>da bateria ou fonte.</p><p>5 – Durante a aplicação do curto observe a tensão</p><p>que aparece no coletor do transistor.</p><p>Resultados: considerando que a fonte de</p><p>alimentação possui 12V, durante o curto base-</p><p>emissor do transistor, a tensão de coletor cairá até</p><p>0V.</p><p>4 – Aplique um curto entre base e</p><p>emissor (de forma momentânea)</p><p>que pode ser feito com um</p><p>pedaço de fio ou chave de fenda.</p><p>Interpretação: podemos dizer que durante a</p><p>aplicação do curto entre emissor e base, a</p><p>resistência entre emissor e coletor ficou muito alta,</p><p>devido a retirada da corrente que circulava</p><p>anteriormente por base e emissor.</p><p>3 - Coloque e mantenha a ponta</p><p>vermelha do multímetro no</p><p>coletor do transistor, que deverá</p><p>medir os mesmos 6V anteriores.</p><p>Atenção: caso as tensões indicadas não tenham</p><p>sido obtidas, verifique se o transistor é</p><p>realmente PNP e se os terminais coletor e</p><p>emissor foram ligados aos potenciais corretos</p><p>(coletor via resistor para o negativo e emissor</p><p>via resistor para o positivo).</p><p>POLARIZAÇÃO DO TRANSISTOR NPN (BC548)</p><p>Medição 2</p><p>1 - Solde um dos resistores de 1k no coletor do</p><p>transistor (terminal externo) deixando a outra ponta</p><p>do resistor livre.</p><p>Resultados: considerando que a fonte de</p><p>alimentação possui 12V, no coletor será medido</p><p>12V e no emissor 0V.</p><p>MEDIÇÃO 3: O TRANSISTOR COMPORTOU-SE</p><p>INICIALMENTE COMO UMA CHAVE FECHADA E</p><p>APÓS O CURTO BASE-EMISSOR COMO UMA</p><p>CHAVE ABERTA (SATURADO E APÓS</p><p>CORTADO)</p><p>1 – Mantenha todas as ligações que foram feitas em</p><p>“Medição 1”</p><p>Interpretação: podemos dizer que a resistência</p><p>entre coletor e emissor é muito mais alta</p><p>(infinitamente) do que os resistores que estão no</p><p>coletor e emissor. Assim, podemos dizer que temos</p><p>uma chave aberta entre os dois terminais do</p><p>transistor.</p><p>3 – Deixe a base do transistor sem</p><p>nenhuma ligação (em aberto).</p><p>CONCLUSÕES PRÁTICAS:</p><p>2 - Solde o outro resistor de 1k no</p><p>emissor do transistor (terminal</p><p>externo) deixando a outra ponta do</p><p>resistor livre.</p><p>MEDIÇÃO 2: O TRANSISTOR COMPORTOU-SE</p><p>COMO UMA CHAVE FECHADA (SATURADO)</p><p>MEDIÇÃO 1: O TRANSISTOR COMPORTOU-SE</p><p>COMO UMA CHAVE ABERTA (CORTADO)</p><p>4 – Ligue o potencial positivo da</p><p>fonte (garra vermelha) no resistor</p><p>de 1k que está ligado ao coletor do</p><p>transistor.</p><p>Medição 1</p><p>6 – Coloque o multímetro da escala de 20Vdc e sua</p><p>ponta preta no terminal negativo da bateria ou fonte.</p><p>5 – Ligue o potencial negativo da</p><p>fonte (garra preta) no resistor de 1k</p><p>que está ligado ao emissor do</p><p>transistor.</p><p>7 – Meça as tensões de coletor com a ponta</p><p>vermelha e depois a de emissor, também com a</p><p>ponta vermelha.</p><p>2 - Desligue a fonte de alimentação e solde na base</p><p>do transistor (terminal que estava em aberto) o</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>108 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>resistor de 100k.</p><p>3 - Ligue o outro extremo do</p><p>resistor de 100k no potencial</p><p>positivo da fonte.</p><p>4 – coloque o multímetro da</p><p>escala de 20Vdc e sua ponta</p><p>preta no terminal negativo da</p><p>bateria ou fonte.</p><p>5 – Meça as tensões de coletor</p><p>com a ponta vermelha e depois a</p><p>de emissor, também com a</p><p>ponta vermelha.</p><p>3 - Coloque e mantenha a ponta vermelha do</p><p>multímetro no coletor do transistor, que deverá</p><p>medir os mesmos 6V anteriores.</p><p>Resultados: considerando que a fonte de</p><p>alimentação possui 12V, no coletor será medido 6V</p><p>e no emissor também 6V.</p><p>Medição 3</p><p>4 – Aplique um curto entre base e emissor (de forma</p><p>momentânea) que pode ser feito com um pedaço de</p><p>fio ou chave de fenda.</p><p>MED IÇ Ã O 2 : O TR A N SISTOR</p><p>COMPORTOU-SE COMO UMA CHAVE</p><p>FECHADA (SATURADO)</p><p>Atenção: caso as tensões indicadas não</p><p>tenham sido obtidas, verifique se o</p><p>transistor é realmente NPN e se os</p><p>terminais coletor e emissor foram</p><p>ligados aos potenciais corretos (coletor</p><p>via resistor para o positivo e emissor via</p><p>resistor para o negativo).</p><p>1 – Mantenha todas as ligações que foram feitas em</p><p>“Medição 2”</p><p>2 – coloque o multímetro da escala de 20Vdc e sua</p><p>ponta preta no terminal negativo da bateria ou fonte.</p><p>Interpretação: podemos dizer que a resistência</p><p>entre coletor e emissor ficou muito menor do que os</p><p>valores dos resistores de emissor e coletor. Assim,</p><p>podemos dizer que temos uma chave fechada entre</p><p>os dois terminais do transistor, criando circulação</p><p>de corrente pelos resistores e consequentemente</p><p>queda de tensões de 6V em cada um deles.</p><p>Interpretação: podemos dizer</p><p>que durante a aplicação do curto</p><p>entre emissor e base, a</p><p>resistência entre coletor e</p><p>emissor ficou muito alta, devido a</p><p>ret i rada da corrente que</p><p>circulava anteriormente por base</p><p>e emissor.</p><p>MED IÇ Ã O 1 : O TR A N SISTOR</p><p>COMPORTOU-SE COMO UMA CHAVE</p><p>ABERTA (CORTADO)</p><p>MED IÇ Ã O 1 : O TR A N</p><p>SISTOR</p><p>COMPORTOU-SE INICIALMENTE COMO</p><p>UMA CHAVE FECHADA E APÓS O</p><p>CURTO BASE-EMISSOR COMO UMA</p><p>CHAVE ABERTA (SATURADO E APÓS</p><p>CORTADO)</p><p>CONCLUSÕES PRÁTICAS:</p><p>Resultados: considerando que a fonte de</p><p>alimentação possui 12V, durante o curto base-</p><p>emissor do transistor, a tensão de coletor deverá</p><p>subir para 12V.</p><p>5 – Durante a aplicação do curto observe a tensão</p><p>que aparece no coletor do transistor.</p><p>109ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Polarização de um transistor – visão básica e teórica</p><p>+12V</p><p>+11,4V</p><p>?Polarização</p><p>Reversa</p><p>Polarização</p><p>Direta</p><p>+12V +12V</p><p>+0,6V</p><p>?Polarização</p><p>Reversa</p><p>Polarização</p><p>Direta</p><p>+12V</p><p>A</p><p>B</p><p>+12V</p><p>6,3V</p><p>0,6V</p><p>10kW</p><p>57mA</p><p>Corrente de</p><p>coletor-emissor</p><p>A corrente de base será</p><p>multiplicada por 50, resultando</p><p>na corrente de coletor-emissor</p><p>Obs: O resultado da corrente</p><p>do coletor-emissor dependerá</p><p>da máxima corrente que este terá,</p><p>limitada pelo resistor de 100W.</p><p>Hfe (ganho) = 50</p><p>Corrente base-emissor</p><p>1,14mA</p><p>100W5,7V</p><p>figura 6 figura 7</p><p>figura 8</p><p>Podemos afirmar, que esta é a principal</p><p>característica dos transistores de pequeno</p><p>porte ou "sinal". O ganho ou Hfe é a relação que</p><p>dependerá do tipo do transistor (características</p><p>de fabricação). No mercado, temos inúmeros</p><p>tipos de transistores com inúmeros valores de</p><p>ganho. Como exemplo, na figura 8 temos um</p><p>transistor com valor de ganho igual a 50. Para</p><p>saber o resultado da corrente de coletor-</p><p>emissor, teremos que multiplicar a corrente de</p><p>base-emissor pelo ganho, que no caso é de 50.</p><p>A corrente de base-emissor é de 1,14mA,</p><p>multiplicando esta corrente por 50 teremos</p><p>57mA como resultado da corrente de coletor-</p><p>emissor. Esta também será a corrente no</p><p>resistor de 100 ohms que terá uma queda de</p><p>5,7V, gerando uma tensão de 6,3V no coletor do</p><p>transistor.</p><p>A polarização para o transistor NPN pode ser</p><p>vista na figura 7, onde na base encontramos</p><p>0,6V (tensão acima do emissor). No coletor, a</p><p>tensão dependerá de algumas variáveis, as</p><p>quais veremos mais adiante.</p><p>A tensão de coletor dependerá do nível de</p><p>polarização ou a resistividade que assumirá a</p><p>junção coletor-emissor (condutividade). Este</p><p>nível, depende fundamentalmente da corrente</p><p>entre base-emissor. Além disto, o valor do</p><p>resistor de coletor também influência nesta</p><p>tensão.</p><p>Na figura 6, temos um transistor PNP sendo</p><p>polarizado. No emissor do mesmo, temos</p><p>+12V. Pelo resistor de base circula a corrente</p><p>que polarizará a junção emissor-base. Com</p><p>isto, teremos uma tensão de +11,4V na base,</p><p>que em relação ao emissor é uma tensão mais</p><p>baixa que do emissor. O coletor está ligado ao</p><p>negativo da fonte, via resistor de coletor,</p><p>correspondendo as condições de polarização</p><p>comentadas na análise de funcionamento do</p><p>transistor.</p><p>Ganho (Hfe)</p><p>De uma forma resumida, podemos dizer que a</p><p>polarização de um transistor consiste em se</p><p>aplicar uma polarização direta na junção base-</p><p>emissor e reversa entre coletor/base. A tensão</p><p>necessária para circular corrente entre a junção</p><p>base-emissor será pouco maior de 0,55V até</p><p>cerca de 0,7V (como no díodos). Para facilitar a</p><p>análise geral utilizaremos como regra a tensão</p><p>de 0,6V.</p><p>temos entre a corrente base-emissor com a</p><p>corrente coletor-emissor e é representado pela</p><p>letra grega b (beta). Resumidamente, podemos</p><p>dizer que a corrente de coletor-emissor do</p><p>transistor será a multiplicação da corrente na</p><p>junção base-emissor, como mostra a relação</p><p>entre corrente de base e coletor: O valor de</p><p>ganho ou valor de multiplicação</p><p>Obs: o resultado da corrente de coletor-emissor</p><p>terá sempre um valor máximo que será limitado</p><p>pelo resistor de coletor e a tensão da fonte. A</p><p>partir deste valor, o transistor estará saturado e</p><p>mesmo que aumentemos a corrente de base-</p><p>emissor, não teremos mudança na corrente de</p><p>coletor-emissor, apesar da resistência de</p><p>coletor-emissor diminuir.</p><p>Quando cortado, o transistor não permite</p><p>nenhuma circulação de corrente por ele ou</p><p>entre emissor e coletor. Nesse estado não</p><p>e x i s t e c o r r e n t e b a s e - e m i s s o r e</p><p>consequentemente também não existirá</p><p>corrente coletor-emissor. Para não existir</p><p>corrente base-emissor, a tensão sobre a junção</p><p>deverá ser menor que 0,6V; na figura 9 temos</p><p>um exemplo de um transistor cortado, cuja</p><p>tensão de base-emissor é de O volt e com isso</p><p>a junção base-emissor será como uma chave</p><p>aberta, não provocando queda de tensão sobre</p><p>Re, como mostra a figura 9.</p><p>Em média polarização o transistor pode</p><p>assumir diversos valores na tensão de coletor-</p><p>emissor, dependendo claro, da intensidade da</p><p>corrente entre base-emissor. Mas em média</p><p>polarização, nunca chegará a cortar (chave</p><p>aberta) ou saturar (chave fechada). No</p><p>exemplo da figura 11, temos 7V no coletor do</p><p>transistor, possuindo entre coletor-emissor</p><p>uma resistência aproximada de 1k4, pois</p><p>recebe uma queda de tensão proporcional a</p><p>resistência de coletor.</p><p>Transistor saturado</p><p>Transistor Cortado</p><p>Como o próprio nome sugere, o transistor</p><p>saturado apresenta corrente entre coletor e</p><p>emissor e mais que isso, a mesma tensão entre</p><p>coletor e emissor, exatamente como uma</p><p>chave fechada. Na figura 10, temos a</p><p>configuração de um transistor saturado. A</p><p>corrente entre base-emissor será tal que</p><p>deixará a resistência entre coletor emissor</p><p>muito baixa. No exemplo, a resistência de</p><p>coletor ainda é de 1kohm, mas a resistência</p><p>entre coletor-emissor é de 1 ohm. Fazendo-se</p><p>o dimensionamento da tensão no coletor do</p><p>transistor, chegaremos a praticamente zero</p><p>volt. Portanto, podemos comparar o transistor a</p><p>uma chave fechada quando este está saturado.</p><p>Transistor em média condução</p><p>Nos exemplos anteriores, tínhamos o transistor</p><p>sem corrente circulante entre coletor e emissor</p><p>(cortado) e ao contrário com corrente circulante</p><p>e sem tensão entre coletor e emissor</p><p>(saturado).</p><p>Podemos então resumir que um transistor</p><p>corretamente polarizado, poderá ser dividido</p><p>em duas malhas, sendo a primeira formada</p><p>pelos resistores de polarização e a junção</p><p>base-emissor, e a segunda pela malha do</p><p>circuito de coletor e emissor e resistores de</p><p>carga, como mostra a figura 12. Nesta figura</p><p>12a, temos um transistor sendo polarizado pela</p><p>base através de um divisor resistivo formado</p><p>por RI e R2. Com isto, irá circular uma corrente</p><p>Ibe pela junção base-emissor do transistor e</p><p>depois passando por Re e finalmente</p><p>terminando na "massa". Como a junção base-</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>110 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>+12V +12V</p><p>A</p><p>AB +12V</p><p>+12V0V</p><p>Rb</p><p>Rc</p><p>1kW</p><p>Rc</p><p>1kW</p><p>C</p><p>E</p><p>+12V +12V</p><p>A</p><p>A</p><p>B</p><p>ou</p><p>+12V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>0,6V</p><p>Rb</p><p>Rc</p><p>Rc</p><p>1kW</p><p>R c/e = 1W</p><p>C</p><p>Em relação a resistência</p><p>de 1ka resistência coletor</p><p>-emissor será praticamente,</p><p>uma chave fechada.</p><p>W,</p><p>Alta corrente</p><p>entre base-emissor</p><p>E</p><p>Saturado</p><p>+12V +12V</p><p>A</p><p>A</p><p>B</p><p>ou</p><p>+12V</p><p>7V</p><p>7V</p><p>0,6V</p><p>Rb</p><p>Rc</p><p>Rc</p><p>1kW</p><p>R = 1k4W</p><p>1k4W</p><p>C</p><p>A resistência de 1k de</p><p>coleto-emissor, faz com que</p><p>tenhamos 7V no coletor do</p><p>transístor.</p><p>W</p><p>Resistência</p><p>média</p><p>Média corrente</p><p>entre base-emissor</p><p>E</p><p>figura 9</p><p>figura 10</p><p>figura 11</p><p>Nos circuitos mostrados na próxima aula,</p><p>temos os transistores operando em corte ou</p><p>saturação. O circuito acionará um relê</p><p>acionado quando a luminosidade sobre um</p><p>LDR for baixa (pouca luminosidade sobre o</p><p>LDR). Nesta condição, teremos a saturação</p><p>chaves fechadas de todos os transistores,</p><p>acionando o relê e acendendo a lâmpada;</p><p>quando o LDR receber iluminação todos os</p><p>transistores ficarão cortados desatracando o</p><p>relê e mantendo a lâmpada apagada. Este</p><p>circuito será visto em detalhes na próxima aula.</p><p>Aplicações do transistor</p><p>São inúmeras as aplicações do transistor.</p><p>Porém, podemos defini-lo trabalhando de três</p><p>formas diferentes que é a saturação, corte e</p><p>média condução.</p><p>Nos circuitos de comando e chaveamento o</p><p>transistor trabalhará</p><p>em corte e saturação, em</p><p>tensão contínua e baixa e alta frequência. Já</p><p>para amplificadores e circuitos osciladores em</p><p>geral, trabalhará em variações de média</p><p>condução.</p><p>emissor do transistor é um semicondutor igual</p><p>ao diodo comum, essa junção se comportará</p><p>para esse circuito como se fosse realmente um</p><p>diodo, mantendo entre base e emissor uma</p><p>queda de tensão de 0,6V.</p><p>Para efeito de análise de circuito ou</p><p>dimensionamento dos seus componentes,</p><p>podemos substituir esse circuito parcial do</p><p>transistor realmente por um circuito com um</p><p>diodo representando a junção base-emissor do</p><p>transistor, como mostra a figura 12b. Para</p><p>efeito de análise, podemos ver que esse</p><p>circuito não tem nenhuma relação com o</p><p>circuito formado pelo coletor do transistor.</p><p>Agora, o segundo circuito será um circuito</p><p>"série" formado pelo resistor de coletor (Rc)</p><p>pela junção coletor-emissor (Rt) e por fim o</p><p>resistor de emissor (Re), como podemos ver na</p><p>figuras.</p><p>Na figura 13a, temos o mesmo circuito da figura</p><p>12a, onde mostramos um transistor polarizado</p><p>com uma corrente Ibe circulante pela junção</p><p>base-emissor do transistor, mantendo o mesmo</p><p>em meia condução e gerando uma corrente</p><p>circulante Ice pela junção coletor-emissor do</p><p>mesmo transistor.</p><p>Como a corrente Ice do coletor dependerá</p><p>apenas da corrente Ibe circulante pela base,</p><p>podemos concluir que o transistor irá funcionar</p><p>como um resistor variável (Rt), cujo valor de</p><p>resistência dependerá da corrente base-</p><p>emissor. Então, para efeito de análise podemos</p><p>transformar o circuito formado pela junção</p><p>coletor-emissor em um circuito "série", como</p><p>mostra a figura 13b.</p><p>Comparando o circuito da figura 12b com a</p><p>figura 13b, podemos ver que o resistor Re está</p><p>presente nos 2 circuitos, indicando que um</p><p>circuito depende do outro, e isso realmente é</p><p>verdade, quando a corrente Ice for muito alta a</p><p>queda de tensão sobre Re será maior e com</p><p>isso a tensão do emissor (E) também</p><p>aumentará, diminuindo a corrente Ibe, ou pelo</p><p>menos a mantendo constante. Mas para efeito</p><p>de análise geral o circuito da figura 13b pode</p><p>ser considerado como um circuito série, apesar</p><p>de existir também uma corrente Ibe passando</p><p>pelo resistor Re, tendendo a aumentar a tensão</p><p>sobre ele, mas como essa corrente é muitas</p><p>vezes menor (valor dado pelo ganho do</p><p>transistor), praticamente será desconsiderada</p><p>na análise.</p><p>111ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>+12V+12V</p><p>R1</p><p>Re</p><p>Rc</p><p>R2</p><p>Ice</p><p>Ibe</p><p>+12V</p><p>R1</p><p>Re</p><p>R2</p><p>Ibe</p><p>B B</p><p>E</p><p>E</p><p>0,6V</p><p>C</p><p>+12V+12V</p><p>R1</p><p>Re</p><p>Rc</p><p>R2</p><p>Ice</p><p>Ibe</p><p>B</p><p>E</p><p>C</p><p>+12V</p><p>Rt</p><p>Re</p><p>Rc</p><p>Ice</p><p>E</p><p>C</p><p>figura 12a figura 12b</p><p>figura 13a figura 13b</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>112 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>http://www.agostinhorosa.com.br/artigos/funcionamento-do-transistor.html</p><p>http://www.electronica-pt.com/index.php/content/view/164/37/</p><p>Nas falsas redes neurais criadas anteriormente</p><p>eram necessárias pelo menos sete transistores</p><p>para replicar a plasticidade de curto prazo. Com o</p><p>novo transistor, chamado de transistor de</p><p>nanopartículas de efeito de campo de memória</p><p>biológica, ou Nomfet, é necessário apenas um.</p><p>“ Isso é importante porque com os transistores</p><p>menores e mais adaptáveis, será mais barato e</p><p>mais fácil reproduzir a escala de algumas sinapses</p><p>artificiais para milhares”, disse Vuillaume.</p><p>Para construir o Nomfet, Vuillaume e sua equipe</p><p>colocaram nanopartículas de ouro entre dois</p><p>eletrodos. As partículas, apenas cinco com 20</p><p>nanômetros de diâmetro, foram cobertas com uma</p><p>camada muito fina de uma substância chamada</p><p>pentaceno, que conduz eletricidade.</p><p>O sincronismo dos pulsos elétricos ajuda a</p><p>determinar o tamanho de um sinal químico enviado.</p><p>Em alguns neurônios, estímulos repetidos rendem</p><p>resultados mais fortes. Em outros, múltiplos</p><p>estímulos provocam respostas mais fracas. Essas</p><p>adaptações, conhecidas como “ plasticidades de</p><p>curto prazo”, acontecem em milésimos de</p><p>segundos.</p><p>Transistores são alicerces da eletrônica. Eles</p><p>permitem o controle do funcionamento corrente</p><p>elétrica através de um circuito, amplificando ou</p><p>mudando a corrente ligada ou desligada.</p><p>Da mesma forma, a sinapse, um pequeno intervalo</p><p>entre neurônios vizinhos, é um componente crucial</p><p>do cérebro. O neurônio transmite um pulso elétrico</p><p>pequeno ao longo de seu comprimento,</p><p>provocando a liberação de substâncias químicas,</p><p>chamadas neurotransmissores, na sinapse. Os</p><p>neurotransmissores atravessam a abertura</p><p>sináptica e desencadeiam uma resposta no</p><p>neurônio vizinho.</p><p>Segundo o físico Dominique Vuillaume - autor do</p><p>estudo, do Instituto de Eletrônica, Microeletrônica e</p><p>Nanotecnologia da França, o objetivo é construir</p><p>componentes do circuito em escala nanométrica</p><p>que possam ser usados em computadores</p><p>inspirados no funcionamento dos neurônios.</p><p>“Esses computadores seriam úteis para as tarefas</p><p>para as quais os computadores tradicionais não são</p><p>muito bons, especialmente para processamento de</p><p>imagens e reconhecimento”, disse o cientista ao</p><p>site Live Science.</p><p>Sinapse dos transistores</p><p>Um novo transistor projetado para imitar estruturas</p><p>no cérebro humano pode abrir caminho para que os</p><p>sistemas informatizados - cada vez mais eficientes -</p><p>aprendam a "pensar" como seres humanos, dizem</p><p>os cientistas. O equipamento é o primeiro a imitar</p><p>um processo usado por células cerebrais, ou</p><p>neurônios, quando as células enviam sinais para as</p><p>outras. A pesquisa foi detalhada na última edição da</p><p>revista Advanced Functional Materials.</p><p>Nomfet</p><p>Cargas positivas chamadas "buracos", que são</p><p>criados pela falta de elétrons no pentaceno,</p><p>transmitem a corrente através desse vale de ouro.</p><p>Em cada entrada de tensão, alguns buracos estão</p><p>presos temporariamente pelo ouro, e isso muda a</p><p>saída elétrica do transistor. Dependendo da tensão</p><p>utilizada, o Nomfet pode produzir resultados mais</p><p>fortes ou mais fracos assim como os neurônios</p><p>humanos submetidos a plasticidade de curto prazo.</p><p>Devido a esta capacidade de adaptação, o Nomfet</p><p>é mais flexível que os transistores tradicionais,</p><p>dizem os investigadores. O próximo passo, disse</p><p>Vuillaume, é combinar vários transistores Nomfet</p><p>juntos para ver de perto como se aproximam dos</p><p>reais circuitos neurais.</p><p>Redação Terra</p><p>Criado transistor que imita funcionamento do cérebro</p><p>Atenção: após a leitura e/ou estudo detalhado desta aula, parta para a feitura dos</p><p>blocos de exercícios M2-37 à M2-40. Não prossiga para a aula seguinte sem ter</p><p>certeza que seu resultado nos blocos é acima de 85%. Lembre-se que o verdadeiro</p><p>aprendizado, com retenção das informações desta aula, somente será alcançado com</p><p>todos os exercícios muito bem feitos. Portanto, tenha paciência pois será no dia-a-dia</p><p>da feitura dos blocos alcançará um excelente nível em eletrônica.</p><p>113ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>AULA</p><p>11</p><p>CIRCUITOS DE COMANDO E</p><p>DEFEITOS NOS TRANSISTORES</p><p>Projeto de um controlador de luz automática</p><p>Luz automática com quatro transistores</p><p>Os defeitos internos nos transistores</p><p>DESENVOLVIMENTO DE UM CIRCUITO DE LUZ AUTOMÁTICA</p><p>TENSÃO</p><p>DE REDE</p><p>AC</p><p>TENSÃO DE</p><p>REDE AC</p><p>TENSÃO DE</p><p>REDE AC</p><p>SW1</p><p>SW1</p><p>SW1</p><p>LP1</p><p>LP1</p><p>LP1</p><p>SOL</p><p>SW1</p><p>+12V</p><p>RELÉ 1</p><p>CONTATOS</p><p>CORRENTE DE CONTATO DA CHAVE DE</p><p>RELÉ = 20A /CORRENTE CIRCULANTE PELA</p><p>BOBINA DO RELÉ = 1A /TENSÃO DA BOBINA</p><p>DO RELÉ = 12V</p><p>LP1</p><p>LÂMPADA</p><p>NA</p><p>+12V</p><p>RELÉ 1</p><p>Q1</p><p>CONTATOS</p><p>LP1</p><p>LÂMPADA</p><p>CORRENTE COLETOR > 1A (2A DE PREFERÊNCIA)</p><p>TENSÃO MÁX COLETOR > 12V (20V DE PREF.)</p><p>b = 20</p><p>NA</p><p>figura 1</p><p>figura 2</p><p>figura 3</p><p>figura 4a</p><p>figura 4b</p><p>Na figura 1, apresentamos um circuito muito</p><p>simples, onde existe a</p><p>tensão da rede, uma chave</p><p>(SW1) e uma lâmpada (LP1). Ligando a chave, a</p><p>lâmpada deverá acender. Apesar de muito</p><p>simples, queremos fazer com que a chave</p><p>funcione de forma automática. Durante o dia a</p><p>chave SW1, deverá estar desligada, mantendo a</p><p>lâmpada apagada (figura 2). Durante a noite, a</p><p>chave deverá estar ligada e a lâmpada acesa</p><p>(figura 3). Para que possamos tornar esta chave</p><p>(SW1) automática, poderemos utilizar um relê, que</p><p>possua contatos "NA" (normalmente aberto), como</p><p>mostramos na figura 4a. Notem que o</p><p>acionamento do relê dependerá de uma nova</p><p>chave "SW1". Na verdade esta chave "SW1" é o</p><p>transistor Q1; que fará o acionamento do relê,</p><p>como mostramos na figura 4b.</p><p>Nada melhor do que chegar em casa ao anoitecer</p><p>e haver no jardim uma luz que estará</p><p>constantemente acesa no período noturno e que</p><p>apagará ao amanhecer, permanecendo assim por</p><p>todo o dia. Apesar de ser bem simples, este circuito</p><p>será útil para a compreensão da utilização não só</p><p>do transistor, mas de uma série de componentes</p><p>eletroeletrônicos.</p><p>Apesar do relê ser muito utilizado para acionar</p><p>cargas AC (cargas trabalhando em tensão</p><p>alternada) à partir de comandos DC (baixa</p><p>tensão), ele apresenta um pequeno problema para</p><p>o transistor, no que diz respeito ao campo</p><p>Assim, ficamos com o</p><p>circuito mostrado na figura</p><p>5d.</p><p>Para que possamos</p><p>ac ionar o t rans is to r</p><p>automaticamente através</p><p>d a l u z a m b i e n t e ,</p><p>deveremos utilizar um</p><p>detector de luz, que no</p><p>caso será um LDR (Light</p><p>Dependent Resistor) ou resistor que depende da</p><p>luz, como podemos ver pela figura 6. Com</p><p>incidência de luz, esse componente terá uma</p><p>resistência muito baixa, que em nosso exemplo</p><p>será de 100 ohms. Na falta de luz, ele apresentará</p><p>uma resistência de 820k. Colocando esse LDR em</p><p>série com um resistor de 10k (figura 7a), vemos</p><p>que a tensão resultante entre os dois componentes</p><p>será baixa, pois a resistência do LDR será mínima</p><p>(100 ohms). Já na figura 7b, podemos ver que à</p><p>noite (sem iluminação) a resistência do LDR estará</p><p>em torno de 820k, gerando com isso uma tensão</p><p>no ponto "A" de 11.9V.</p><p>De posse dessas informações, poderemos ligar o</p><p>divisor resistivo com o LDR na base do transistor</p><p>Q1 (figura 8), onde vemos que durante o dia,</p><p>haverá uma resistência muito baixa do LDR,</p><p>criando uma tensão no divisor de tensão de 0,12V.</p><p>Essa tensão será a mesma da base do transistor</p><p>Q1, que manterá o transistor cortado, não</p><p>permitindo a polarização do relê.</p><p>Na figura 9, teremos o mesmo circuito</p><p>funcionando, mas agora à noite. A resistência do</p><p>LDR será de 820k, o que provocará a elevação de</p><p>tensão no divisor resistivo até bem próximo a 12V.</p><p>Mas, como existe a junção base e emissor do</p><p>eletromagnético gerado por sua bobina. Quando o</p><p>re lê é energizado, cr ia-se um campo</p><p>eletromagnético, concentrado em um núcleo que</p><p>tem poder de atrair a haste do relê e fechar o</p><p>contato interno. Enquanto estiver circulando</p><p>corrente pelo relê, este campo ficará fixo, como</p><p>mostra a figura 5a. Quando</p><p>o transistor Q1 cortar, para</p><p>desarmar o relê, haverá a</p><p>criação de uma força</p><p>contra-eletromotriz que</p><p>fará surgir um potencial</p><p>muito positivo no coletor do</p><p>transistor, que neste</p><p>ins tan te encont ra-se</p><p>cortado, podendo destruir</p><p>a junção por tensão</p><p>excessiva (figura 5b). Uma</p><p>das formas de eliminar</p><p>e s s e p r o b l e m a , é</p><p>colocando um diodo em</p><p>paralelo com a bobina do</p><p>relê, como mostramos na</p><p>figura 5c. Esse diodo</p><p>conduzirá nos picos de</p><p>tensão positiva, permitindo</p><p>que a tensão deste ponto</p><p>eleve-se somente 0,6V</p><p>acima da tensão de</p><p>alimentação.</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>114 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>+12V+12V+12V +12V</p><p>D1</p><p>D1</p><p>Q1Q1 Q1</p><p>RL 1</p><p>Q1</p><p>CONTATOS</p><p>LP1</p><p>LÂMPADA</p><p>NA</p><p>0V</p><p>LDR</p><p>LIGHT DEPEND RESISTOR</p><p>RESISTÊNCIA MÍNIMA = 100W</p><p>MÁXIMA = 820kW</p><p>+12V</p><p>10kW</p><p>11,9V</p><p>RESISTÊNCIA</p><p>MÁXIMA DE</p><p>820kW</p><p>A</p><p>+12V</p><p>10kW</p><p>0,12V</p><p>RESISTÊNCIA</p><p>MÍNIMA DE</p><p>100W</p><p>A</p><p>+12V+12V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>LDR 1</p><p>D1</p><p>RL 1</p><p>Q1</p><p>CONTATOS</p><p>LÂMPADA</p><p>OFFNA</p><p>0,12V</p><p>+12V+12V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>IR1 =</p><p>0,001A</p><p>VR1 =</p><p>11,4V</p><p>LDR 1</p><p>D1</p><p>RL 1</p><p>Q1</p><p>Ib = 0,001A</p><p>b = 20</p><p>LÂMPADA</p><p>ON</p><p>0,6V</p><p>figura 5a figura 5b figura 5c figura 5d</p><p>figura 6</p><p>figura 7a</p><p>figura 7b</p><p>figura 8</p><p>figura 9</p><p>Av a l i a n d o a g o r a a</p><p>condição de trabalho com</p><p>o corte de Q2, a base do</p><p>transistor f icará em</p><p>aberto, ou seja, não</p><p>haverá polarização para ela. Isso poderá ser</p><p>prejudicial, pois ruídos ou interferências</p><p>eletromagnéticas de alta frequência, poderão ser</p><p>captadas e amplificadas pelo transistor, criando</p><p>interferências no próprio equipamento e em outros.</p><p>transistor ligada ao divisor, a tensão máxima da</p><p>malha será de 0,6V. Poderemos calcular a corrente</p><p>circulante entre base e emissor, baseados na</p><p>queda de tensão sobre R1, como mostra a figura 9.</p><p>Assim, teremos uma corrente máxima de base de</p><p>0,001 A. Como o ganho do transistor é somente 20,</p><p>teremos como corrente máxima entre coletor e</p><p>emissor 0,02A, que será insuficiente para acionar o</p><p>relê, que possui uma resistência interna de bobina</p><p>de 12 ohms. Com a corrente de 0,02A circulando</p><p>pelo coletor, conseguiríamos uma queda de tensão</p><p>máxima sobre o relê de 0,24V (figura 10a e 10b).</p><p>Cria-se a necessidade de haver uma amplificação</p><p>prévia de corrente para excitação de Q1, que</p><p>deverá ser feita pelo transistor Q2, como</p><p>mostramos na figura 11a. Assim, a corrente gerada</p><p>pelo transistor será utilizada para a saturação de</p><p>Q1 . Apesar disso, podemos ver que existe um</p><p>problema grave nesse</p><p>circuito, pois caso o</p><p>transistor Q2 sature,</p><p>haverá uma corrente</p><p>excessiva para a base de ,</p><p>Q1, como mostra a figura</p><p>11 b, podendo destruí-la.</p><p>Devemos colocar um</p><p>resistor série no caminho</p><p>desta corrente, que</p><p>impedirá a corrente</p><p>excessiva, como mostra</p><p>a figura 11 c. Mas qual</p><p>seria o valor do resistor?</p><p>Como precisamos de 1A</p><p>de corrente de coletor de</p><p>Q 1 e o g a n h o d o</p><p>t ransistor é de 20,</p><p>d e v e r í a m o s t e r</p><p>circulando pela base-</p><p>emissor uma corrente de</p><p>0,05A. Como existe uma série de tolerâncias de</p><p>valores de componentes envolvidas, como ganho</p><p>do transistor (que não é exato) e variação nos</p><p>valores de resistores, precisaremos calcular o</p><p>valor dessa corrente com</p><p>aproximadamente 50% a</p><p>mais, o que resulta em</p><p>0,075A (f igura 11d).</p><p>Devemos calcular o</p><p>circuito considerando o</p><p>transistor Q2 saturado, o</p><p>que colocará sua tensão</p><p>de coletor em 12V, que</p><p>será a mesma tensão</p><p>a p l i c a d a d o l a d o</p><p>esquerdo do resistor de</p><p>limitação de corrente de</p><p>base. Como do lado</p><p>direito desse resistor</p><p>temos 0,6V, fixada pela</p><p>junção base-emissor,</p><p>teremos uma queda de</p><p>tensão de 11,4V sobre o</p><p>resistor, definindo assim</p><p>seu valor (VR1 / Ib), que</p><p>será de 150 ohms (figura</p><p>11 e).</p><p>115ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>+12V</p><p>RL 1</p><p>Q1</p><p>Ib = 0,001A</p><p>IC = 0,02A</p><p>RL =</p><p>12W</p><p>IC = Ib x b</p><p>IC = 0,001 x 20</p><p>IC = 0,02A</p><p>+12V</p><p>RL 1</p><p>VRL = 0,24V</p><p>11,8V</p><p>IC = 0,02A</p><p>RL =</p><p>12W</p><p>+12V+12V</p><p>D1</p><p>RL 1</p><p>Q2</p><p>Q1</p><p>+12V+12V</p><p>Ib</p><p>MUITO</p><p>ALTA</p><p>D1</p><p>RL 1</p><p>Q1</p><p>+12V+12V</p><p>D1</p><p>R1 = ?</p><p>RESISTÊNCIA PARA</p><p>LIMITAR A CORRENTE</p><p>DE BASE - EMISSOR</p><p>DE Q1</p><p>RL 1</p><p>Q1</p><p>+12V+12V</p><p>Q2</p><p>Ib = IC</p><p>Ib = 1A = 0,05 + 50% 0,075A</p><p>20</p><p>b</p><p>D1</p><p>R1</p><p>Ib = 0,075A</p><p>b = 20</p><p>RL 1</p><p>Q1</p><p>1A</p><p>+12V</p><p>Q2</p><p>R1</p><p>11,4V</p><p>Ib = 0,075A</p><p>R1 = VR1 R1 = 11,4V = 150W</p><p>R1 = 150W (Valor comercial)</p><p>IR1 ou Ib 0,075A</p><p>Q1</p><p>0,6V12V</p><p>+12V+12V</p><p>Q2</p><p>RL 1</p><p>R2</p><p>?</p><p>R1</p><p>150W</p><p>+12V</p><p>Q2</p><p>R1</p><p>150W</p><p>figura 10a figura 10b</p><p>figura 11a</p><p>figura 11b</p><p>figura 11c</p><p>figura 11d</p><p>figura 11e</p><p>figura 12a figura 12b</p><p>Deste modo, deveremos abaixar a impedância de</p><p>entrada do transistor, colocando um resistor à</p><p>massa que garantirá um "curto-circuito" entre base</p><p>e emissor, evitando a entrada de interferências das</p><p>mais diversas (figura 12b).</p><p>Muitos técnicos, podem pensar como</p><p>o transistor</p><p>poderia conduzir com uma interferência, se a</p><p>resistência interna da bobina do relê é de apenas</p><p>12 ohms? Podemos dizer que a interferência de</p><p>alta frequência, tornará a reatância indutiva</p><p>altíssima necessitando de pouca corrente para</p><p>excitar o transistor (veja figura 12a).</p><p>Apesar do valor de R2 ser desconhecido, deverão</p><p>ser considerados os locais onde o equipamento irá</p><p>trabalhar e a incidência</p><p>de ruídos de motores</p><p>ou da rede elétrica, que</p><p>poderiam provocar</p><p>problemas. Resistores</p><p>entre 1k e 47k, são</p><p>valores ideais para</p><p>utilizar-se para essa</p><p>finalidade. Como a</p><p>corrente circulante pela</p><p>m a l h a é a l t a ,</p><p>resolvemos utilizar o</p><p>valor mais baixo, que é</p><p>de 1k. Assim, fica</p><p>definido que na saturação do transistor Q2, haverá</p><p>uma corrente circulante de 0,012Apelo resistor R2</p><p>e 0,075A pelo resistor R1. A soma dessas duas</p><p>correntes, definirá a corrente circulante por Q2 que</p><p>será de 0,087A (figura 12c). Apesar desse cálculo,</p><p>deveremos dimensionar com</p><p>para a saturação do transístor Q2. Como sabemos</p><p>Na figura 15, vemos o LDR com incidência de luz,</p><p>produzindo uma tensão de base de 11,9V (0,1 V a</p><p>menos que no emissor), mantendo-o como uma</p><p>chave aberta. Já na figura 16, vemos as condições</p><p>de polarização para a noite, onde podemos ver que</p><p>a queda de tensão de 11,4V sobre o resistor R3,</p><p>produziria uma corrente de 0,00114A, insuficiente</p><p>para a saturação do transistor, que necessitaria de</p><p>uma corrente mínima de coletor de 0,15A.</p><p>Considerando que o ganho é de 50, deveríamos ter</p><p>na base uma corrente de 0,003A.</p><p>50% ou mais de corrente, para que determinadas</p><p>tolerâncias para menos, não venham a influenciar</p><p>o p e r f e i t o</p><p>func ionamento do</p><p>circuito.</p><p>Faz-se necessário, mais um estágio de</p><p>amplificação de corrente, com a introdução do</p><p>transistor Q3 no circuito, como mostramos na</p><p>figura 17a. Quando esse novo transistor estiver</p><p>saturado, haverá uma forte corrente circulante</p><p>entre emissor e base de Q2, podendo levar a</p><p>junção à queima (figura 17b).</p><p>Na figura 12d, temos a</p><p>d iag ramação das</p><p>correntes circulantes</p><p>por cada ramo do</p><p>circuito.</p><p>A polarização de Q2,</p><p>deverá vir agora do</p><p>L D R , q u e s e r á</p><p>colocado na base,</p><p>como mostra a figura 13. Durante o dia, haverá luz</p><p>incidente nesse componente, que diminuirá sua</p><p>resistência interna, polarizando o transistor Q2 e</p><p>consequentemente Q1, acionando o relê e a</p><p>lâmpada, ou seja, o acionamento será feito de</p><p>forma invertida. A figura 14, fornece uma excitação</p><p>correta, pois durante o dia, haverá uma baixa</p><p>resistência do LDR, mantendo em corte Q2 e Q1.</p><p>Durante a noite, teremos uma alta resistência em</p><p>LDR1 e consequentemente Q2 será polarizado, o</p><p>mesmo ocorrendo com Q1, acendendo a lâmpada.</p><p>Assim, faz-se necessário colocar um resistor de</p><p>limitação de corrente, como vimos anteriormente</p><p>(figura 17c). O cálculo desse resistor estará</p><p>baseado na corrente de base máxima necessária</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>116 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>+12V</p><p>Q2</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>VR2</p><p>12V</p><p>R1</p><p>150W</p><p>Ib = 0,075A</p><p>IR2 =</p><p>0,012A</p><p>Q2</p><p>IC = Ib (IR1) + IR2</p><p>IC = 0,075A + 0,012A</p><p>IC = 0,087A</p><p>ICmin = 0,15A (50% ou mais)</p><p>12V</p><p>+12V+12V</p><p>Q2</p><p>Ib = 0,075A</p><p>IR2 =</p><p>0,012A</p><p>RL 1</p><p>Q1</p><p>IC = 1A</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>R1</p><p>150W</p><p>IC = 0,087A</p><p>(ICmáx = 0,15A)</p><p>+12V +12V</p><p>Q2</p><p>Q1</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>LDR 1</p><p>R1</p><p>+12V +12V</p><p>Q2</p><p>Q1R3</p><p>10kW</p><p>LDR 1</p><p>R1</p><p>+12V +12V</p><p>Q2</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>LDR 1</p><p>Resistor</p><p>mínimo 100W</p><p>12V</p><p>11,9V</p><p>figura 12c</p><p>figura 12d</p><p>figura 13</p><p>figura 14</p><p>figura 15</p><p>Assim, temos na figura 20, a diagramação</p><p>completa do circuito, desde o LDR até o relê e a</p><p>lâmpada.</p><p>Na figura 18, podemos ver a diagramação quase</p><p>completa do circuito acionador do RL1, onde Q3 foi</p><p>introduzido. Notem que nessa figura, introduzimos</p><p>também o resistor R4, que terá a mesma função de</p><p>R2, ou seja, evitar entrada de ruídos e</p><p>interferências. Nesse, colocamos um valor de 10k.</p><p>Na figura 19, podemos definir a corrente máxima</p><p>que irá circular por Q3, onde teremos 0,003A</p><p>proveniente da junção emissor-base de Q2 e</p><p>0,0012A do resistor R4, gerando 0,0042A de</p><p>corrente circulante por Q3.</p><p>que na saturação de Q3, haverá uma tensão de</p><p>coletor de OV e que a tensão de base de Q2 será</p><p>de 11,4V, haverá uma queda de tensão de 11,4V</p><p>sobre R3. Assim, o valor desse resistor será de</p><p>3,8k, como mostramos na figura 17d.</p><p>Para uma melhor análise de funcionamento, temos</p><p>na figura 21, o funcionamento do circuito durante o</p><p>dia, onde podemos ver que a tensão sobre o LDR</p><p>será muito baixa, não polarizando o transistor Q3,</p><p>que permanece como uma chave aberta. Com</p><p>isso, teremos em seu coletor uma tensão de 12V</p><p>que não polarizará o transistor Q2, ficando no</p><p>coletor deste, uma tensão de zero volt. Por fim, na</p><p>base de Q1, haverá uma tensão de OV, que</p><p>manterá o transistor Q1 cortado, não havendo</p><p>corrente circulante pelo relê, mantendo a lâmpada</p><p>117ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>+12V +12V</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>Ib =</p><p>0,00114A11,4V</p><p>LDR 1</p><p>Imin = 0,15A</p><p>A CORRENTE MÍNIMA DE</p><p>EMISSOR PARA A SATURA-</p><p>ÇÃO SERIA 0,003A</p><p>b = 50</p><p>11,4V</p><p>+12V+12V+12V</p><p>R4</p><p>10kW</p><p>R3</p><p>3,9kW RL 1</p><p>Q2</p><p>Q3</p><p>R1</p><p>150W</p><p>Q1</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>11,4V</p><p>+12V+12V</p><p>12V</p><p>Q3</p><p>IR2 =</p><p>0,0012A</p><p>IC máx =</p><p>0,0042A</p><p>R4 10kW</p><p>R3</p><p>0V</p><p>11,4V</p><p>0,003A</p><p>Q2</p><p>+12V+12V+12V</p><p>R4</p><p>10kW</p><p>Q3</p><p>R3</p><p>3,9kW</p><p>IC = 0,0042A</p><p>Q2</p><p>IC = 0,087A</p><p>R1</p><p>150W</p><p>Q1</p><p>IC = 1A</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>D1</p><p>RL 1</p><p>+12V</p><p>R5</p><p>10kW</p><p>LDR 1</p><p>+12V</p><p>Q3</p><p>Q2</p><p>+12V</p><p>Q2</p><p>R3</p><p>VAI LIMITAR</p><p>A CORRENTE</p><p>Q3</p><p>+12V</p><p>Q2</p><p>Q3</p><p>Ib muito</p><p>alta</p><p>+12V</p><p>IR3 OU Ib = 0,003A</p><p>Q2</p><p>R3</p><p>Q3</p><p>R3 = 11,4V</p><p>R3 = 3.800W</p><p>0,003A</p><p>0V 11,4V</p><p>figura 16</p><p>figura 17a</p><p>figura 17b figura 17d</p><p>figura 17c</p><p>figura 18</p><p>figura 19</p><p>figura 20</p><p>Para evitar incidência de</p><p>ruídos nessa malha, bem</p><p>como retardar levemente o</p><p>acionamento ou desarme do</p><p>circuito, deveremos introduzir também um</p><p>capacitor eletrolítico (C1) em paralelo com o LDR.</p><p>Para evitar amplificações ou oscilações de alta</p><p>frequência, colocamos também um capacitor</p><p>cerâmico ou de poliéster (C2) entre coletor e base</p><p>do transistor Q3, como podemos ver na figura 24.</p><p>apagada.</p><p>Ficamos agora na figura 25, com a diagramação</p><p>final do circuito automático de luz. Caso o aluno</p><p>queira fazer verificações de funcionamento de</p><p>modo prático, poderá montar o circuito proposto,</p><p>baseando-se nos transistores indicados no canto</p><p>direito da figura.</p><p>Já na figura 22, podemos ver o</p><p>circuito funcionando no</p><p>período noturno, onde a não</p><p>incidência de luz sobre o LDR,</p><p>resultará em uma polarização</p><p>para o transistor Q3 que</p><p>polarizado, ficará com sua</p><p>tensão de coletor em zero volt.</p><p>Isso drenará uma corrente por</p><p>R4 e R3 e consequentemente</p><p>base e emissor de Q2, que</p><p>comportar-se-á como uma</p><p>chave fechada, elevando o</p><p>potencial de seu coletor para</p><p>12V. Finalmente , haverá</p><p>polarização para o transistor</p><p>Q1 que saturando (chave</p><p>fechada), fará circular uma</p><p>corrente pelo relê, permitindo</p><p>assim, o fechamento de seus</p><p>contatos e acendimento da</p><p>lâmpada. Um outro problema</p><p>que o c i r cu i t o pode rá</p><p>apresentar será quando entardecer, ou em dias</p><p>muito nublados, onde a luminosidade ambiente</p><p>cairá, aumentando a resistência do LDR. Como</p><p>bastará uma tensão de 0,6V para iniciar a</p><p>polarização de Q3, podemos dizer que ao</p><p>aumentar a resistência do LDR (para 500 ohms</p><p>aproximadamente), já haverá o início de</p><p>polarização do transistor. Para evitar isso, faremos</p><p>um retardo na atuação do LDR e a base, como</p><p>mostramos na figura 23. O objetivo é permitir que o</p><p>transistor seja polarizado somente quando a</p><p>tensão de zener atingir o potencial de 6,6V, que</p><p>representaria uma resistência</p><p>do LDR de aproximadamente</p><p>10k, evitando então que o céu</p><p>n u b l a d o o u i n í c i o d o</p><p>entardecer, pudesse provocar</p><p>o acendimento da lâmpada.</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>118 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA</p><p>INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>+12V</p><p>+12V</p><p>+12V</p><p>+12V</p><p>+12V</p><p>+12V</p><p>R4</p><p>10kW</p><p>R4</p><p>10kW</p><p>Q3</p><p>Q3</p><p>CHAVE</p><p>ABERTA</p><p>R3</p><p>3,9kW</p><p>R3</p><p>3,9kW</p><p>Q2</p><p>Q2</p><p>CHAVE</p><p>ABERTA</p><p>R1</p><p>150W</p><p>R1</p><p>150W</p><p>Q1</p><p>CHAVE</p><p>FECHADA</p><p>CHAVE</p><p>FECHADA</p><p>CHAVE</p><p>FECHADA</p><p>Q1</p><p>CHAVE</p><p>ABERTA</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>D1</p><p>D1</p><p>RL 1</p><p>RL 1</p><p>+12V</p><p>+12V</p><p>R5</p><p>10kW</p><p>R5</p><p>10kW</p><p>LDR 1</p><p>Ib</p><p>LDR 1</p><p>12V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>12V</p><p>12V</p><p>0V</p><p>0,1V</p><p>0,6V</p><p>12V</p><p>11,4V</p><p>0V</p><p>0,6V</p><p>+12V</p><p>R4</p><p>10kW</p><p>R6</p><p>10kW</p><p>Q3</p><p>+12V</p><p>R5</p><p>10kW</p><p>TENSÃO > 6,6V</p><p>A LÂMPADA</p><p>ACENDERÁ</p><p>LDR 1</p><p>ZD1</p><p>6V</p><p>+12V</p><p>R4</p><p>10kW</p><p>R6</p><p>10kW</p><p>Q3</p><p>+12V</p><p>R5</p><p>10kW</p><p>LDR 1C1</p><p>C2</p><p>ZD1</p><p>6V</p><p>+12V+12V+12V</p><p>R4</p><p>10kW</p><p>Q3</p><p>R3</p><p>3,9kW</p><p>Q2</p><p>R1</p><p>150W</p><p>Q1</p><p>R2</p><p>1kW</p><p>D1</p><p>RL 1</p><p>LP1</p><p>REDE</p><p>RELÉ OPCIONAL</p><p>BOB. 12V 100mA</p><p>Q1 = TIP 31</p><p>Q2 = BC 328</p><p>Q3 = BC 548A</p><p>+12V</p><p>R5</p><p>10kW</p><p>R6</p><p>10kW</p><p>LDR 1</p><p>ZD1</p><p>6V</p><p>C2</p><p>C1</p><p>figura 21</p><p>figura 22</p><p>figura 23</p><p>figura 24</p><p>figura 25</p><p>119ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Para fazê-la, utilize-se do esquema da página</p><p>amarela, colando o esquema em um papelão mais</p><p>duro, que dará melhor sustentação à montagem.</p><p>Após, fazer as furações para que os terminais dos</p><p>componentes possam passar para o lado de trás</p><p>onde serão soldados uns aos outros.</p><p>Funcionamento básico</p><p>Assim, também não haverá polarização para a base</p><p>de Q3, ficando sua base e emissor com zero volt.</p><p>Este transistor também, ficará cortado (chave</p><p>aberta) e seu coletor estará com 12V, que será</p><p>levada à base de Q4.</p><p>Para que o aluno possa realmente aplicar os</p><p>conhecimentos adquiridos anteriormente, faz-se</p><p>necessária a montagem mostrada abaixo, que é um</p><p>detector de luz automática parecido com o circuito</p><p>analisado anteriormente, mas que possui um</p><p>transistor a mais.</p><p>Essa montagem é obrigatória e será exigida na</p><p>avaliação final de módulo 2.</p><p>Após feita a montagem, o aluno poderá medir as</p><p>tensões indicadas para os dois modos de</p><p>funcionamento: sem luz ou com luz sobre o LDR1.</p><p>Estas tensões medidas deverão ser anotadas nos</p><p>círculos abaixo e servirão para a análise que será</p><p>feita a seguir:</p><p>Quando incide luz sobre o LDR, podemos dizer que</p><p>o circuito deverá ter sua lâmpada (acionada pelo</p><p>relé) apagada. Para isso, a resistência do LDR será</p><p>baixa, elevando a tensão entre o LDR1 e o resistor</p><p>R1. Esta tensão deverá estar próxima a 12V (entre</p><p>11,6V e 12V). Com isso, haverá a mesma tensão na</p><p>base de Q1. Como seu emissor está ligado ao</p><p>potencial de 12V via R3, este deverá estar cortado</p><p>(alta resistência entre coletor e emissor) e com isso</p><p>sua tensão de emissor será de 12V. Como a tensão</p><p>de base também está alta (devido a baixa</p><p>resistência do LDR), haverá o corte do transistor e</p><p>seu coletor estará com zero volt.</p><p>Desta forma, não haverá polarização para a base</p><p>de Q2, pois a base e emissor, ficarão com zero volt,</p><p>levando o coletor e emissor a comportar-se como</p><p>chave aberta (tensão de coletor com 12V).</p><p>Com o emissor de Q4 ligado ao potencial de 12V e a</p><p>tensão de base deste também recebendo 12V, não</p><p>haverá corrente circulante pela junção e com isso,</p><p>esse transistor também ficará cortado (chave</p><p>aberta), ficando em seu coletor a tensão de zero</p><p>volt.</p><p>Assim, não teremos tensão sobre o relé1, que ficará</p><p>desenergizado, permanecendo seu contato na</p><p>posição NF (normalmente fechado), não permitindo</p><p>que a tensão da rede vá para a lâmpada, mantendo-</p><p>a apagada.</p><p>Quando não incide luz sobre o LDR, podemos dizer</p><p>que o circuito deverá ter sua lâmpada (acionada</p><p>pelo relé) acesa. Para isso, a resistência do LDR</p><p>será alta, abaixando a tensão entre o LDR1 e o</p><p>resistor R1. Esta tensão deverá estar entre 1V e 4V.</p><p>Com isso, haverá a mesma tensão na base de Q1</p><p>(pouca coisa mais positiva). Como o emissor do</p><p>transistor está ligado ao potencial positivo via R3,</p><p>deverá estar circulando corrente por este e a tensão</p><p>do emissor deverá estar entre 1,3V a 4,3V</p><p>(baixíssima resistência entre coletor e emissor).</p><p>Com a tensão de base baixa e permitindo que exista</p><p>0,6V entre emissor e base, o transistor estará</p><p>saturado e sua tensão de coletor deverá ser alta,</p><p>mas limitada pelos dois diodos seguintes (base e</p><p>emissor de Q2 e Q3), ficando saturado, mas com</p><p>tensão de coletor com cerca de 1,2V.</p><p>Desta forma, haverá polarização para a base de Q2,</p><p>ficando a base com cerca de 1,2V e o emissor com</p><p>0,6V. Isso produzirá a saturação desse transistor,</p><p>levando a tensão de coletor para a mesma do</p><p>emissor, com cerca de 0,6V (note que dependendo</p><p>MONTAGEM PRÁTICA - CIRCUITO DETECTOR DE LUZ AUTOMÁTICA</p><p>C3</p><p>100Fm</p><p>R1</p><p>47kW</p><p>R3</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>R5</p><p>2,2kW</p><p>R6</p><p>2,2kW</p><p>R8</p><p>1kWR9</p><p>1kW</p><p>R7</p><p>2,2W</p><p>R4</p><p>4,7kW</p><p>C1</p><p>220nF</p><p>C2</p><p>1nF</p><p>Q1</p><p>BC557</p><p>LDR1</p><p>Q2</p><p>BC547</p><p>Q3</p><p>BC337</p><p>Q4</p><p>BD136</p><p>+12V</p><p>LP1</p><p>RELÉ1</p><p>REDE</p><p>127VAC</p><p>D1</p><p>1N4148</p><p>D2</p><p>1N4148</p><p>COM</p><p>LUZ</p><p>LÂMPADA</p><p>APAGADA</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>120 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>do ganho do transistor ele poderá não ficar</p><p>saturado, mas apenas em polarização, podendo ser</p><p>encontrada uma tensão de coletor entre 0,6V e 6V).</p><p>Considerando agora que a tensão de base de Q3</p><p>está com 0,6V, também haverá a polarização deste</p><p>transistor, sendo que a tensão de emissor não</p><p>subirá, porque seu resistor de emissor é de valor</p><p>baixo. Apesar disto, a tensão de coletor de Q3 cairá,</p><p>aproximando-se de zero volt (chave fechada entre</p><p>coletor e emissor de Q3). Com isso, cria-se as</p><p>condições para a polarização do transistor Q4,</p><p>caindo sua base para 11,4V e seu emissor</p><p>permanecendo com 12V, mas formando a diferença</p><p>de 0,6V na junção do diodo base/emissor. Logo, Q4</p><p>será levado à saturação (chave fechada) elevando</p><p>sobremaneira a tensão de coletor para</p><p>praticamente a tensão de fonte (próximo a 12V)</p><p>Assim, teremos tensão sobre o relé1, que ficará</p><p>energizado, mudando seu contato da posição NF</p><p>(Normalmente Fechado) para a posição NA</p><p>(Normalmente Aberto), permitindo que a tensão da</p><p>rede vá para a lâmpada e a acenda.</p><p>Abaixo relacionaremos os defeitos que o transistor TBJ</p><p>pode apresentar.</p><p>Na figura 26b, temos as mesmas configurações de</p><p>circuito da figura 26a, porém, com transistor PNP.</p><p>Podemos ver que neste caso a tensão de coletor do</p><p>transistor PNP sobe, devido a disposição da associação</p><p>série criada pela resistência de coletor/emissor e resistor</p><p>de coletor.</p><p>FUGA COLETOR/EMISSOR</p><p>Diagnóstico: A fuga impõe ao transistor uma diminuição</p><p>de resistência coletor-emissor independentemente de</p><p>qualquer polarização, portanto, mesmo que não exista</p><p>polarização de base/emissor do transistor, haverá uma</p><p>resistência de coletor/emissor. Para diagnosticar uma</p><p>fuga coletor/emissor, basta avaliar se existe uma</p><p>determinada resistência entre coletor-emissor e caso</p><p>exista, conferir a polarização de base (tensão mínima de</p><p>0,6V entre base e emissor).</p><p>Visualizando a figura 26a, vemos um transistor NPN</p><p>devidamente polarizado. No coletor a tensão normal é de</p><p>7,2V. Esta tensão depende da corrente de base/emissor e</p><p>consequentemente, de coletor/emissor que apresenta</p><p>uma certa resistência. Essa resistência, fica em série com</p><p>o resistor de coletor, gerando conforme as proporções,</p><p>uma tensão no coletor do transistor. Uma fuga entre</p><p>coletor/emissor aumenta a condutividade entre</p><p>coletor/emissor (diminui a resistência de coletor/emissor),</p><p>sem que haja aumento respectivo na corrente de base-</p><p>emissor. Com isso, a tensão no coletor cairá, como mostra</p><p>o circuito da figura 26a.</p><p>Quando achamos que apesar de existir a polarização de</p><p>DEFEITOS NO TRANSISTOR TBJ</p><p>+12V</p><p>+7,2V (Tensão normal)</p><p>Tensão no coletor</p><p>cai devido a fuga</p><p>+0,6V</p><p>Fuga de coletor/emissor</p><p>A</p><p>+12V</p><p>4V</p><p>Rb</p><p>Rc</p><p>Rb/e</p><p>+12V</p><p>+4,8V (Tensão normal)</p><p>Tensão no coletor</p><p>sobe devido a fuga</p><p>+11,4V</p><p>Fuga de coletor/emissor</p><p>A</p><p>+12V</p><p>7V</p><p>Rb</p><p>Rc</p><p>Rb/e</p><p>figura 26a</p><p>figura 26b</p><p>121ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES</p><p>= 0,2W</p><p>Agora, se aumentar a frequência dessa fonte</p><p>alternada, irá também aumentar o valor dessa</p><p>“resistência equivalente” da nossa bobina, e caso</p><p>diminua a frequência dessa fonte, iremos diminuir o</p><p>valor dessa “resistência”, obtendo então</p><p>praticamente um “curto” para as frequências</p><p>baixas.</p><p>Podemos utilizar as bobinas (indutores), como um</p><p>componente eletrônico para diversas utilidades</p><p>diferentes, entre elas como filtro de frequências,</p><p>como estudaremos mais a frente. O aspecto físico</p><p>do componente elétrico indutor (figura 9) se parece</p><p>com um resistor e às vezes com um capacitor. Ele é</p><p>geralmente construído a partir de um condutor</p><p>enrolado em espiras sem núcleo, e depois coberto</p><p>por algum material isolante tipo “plástico” ou</p><p>“resina”,</p><p>Portanto uma bobina de 3,3 uH ligada a uma fonte</p><p>alternada de 10kHz se comporta como uma</p><p>resistência de 0,2W.</p><p>Suas utilidades práticas são infinitas, mas suas</p><p>aplicações estão baseadas no modelo teórico dos</p><p>indutores ideais, que devem ter um valor bem</p><p>definido de indutância, e um valor de resistência</p><p>igual a zero, ou seja, o material do condutor do qual</p><p>ela é feita deve ter uma resistência elétrica igual a</p><p>zero! Isto na prática é impossível, pois sabemos que</p><p>todo material, condutor ou não, apresenta sempre</p><p>uma resistência elétrica, e quanto mais longo for o</p><p>fio condutor, que enrolado em espiras, forma a</p><p>bobina, maior será sua resistência.</p><p>Então, na prática, os indutores ideais que</p><p>obedecem à teoria de indutância e que obedecem a</p><p>equação da reatância indutiva (XL), não existem.</p><p>Mas, felizmente, com algumas correções, podemos</p><p>criar componentes elétricos que se assemelham</p><p>muito com os indutores ideais teóricos, e</p><p>poderemos assim aplicar a teoria da indutância,</p><p>bem como calcular, quando necessário o valor de</p><p>sua reatância indutiva (XL).</p><p>alternada de 10kHz , teremos então:</p><p>O COMPONENTE ELETRÔNICO</p><p>Vamos primeiramente lembrar que os indutores ou</p><p>bobinas são construídos geralmente por fios</p><p>metálicos enrolados em espiras, e o comprimento</p><p>desse fio, maior será, quanto maior for a indutância</p><p>da bobina, então essa bobina não terá um</p><p>resistência nula, e sim uma resistência igual a</p><p>resistência do fio do qual ela é construída. Então, o</p><p>primeiro modelo prático do nosso indutor será um</p><p>indutor em série com uma resistência.</p><p>Quando colocamos um indutor em um circuito</p><p>elétrico, estamos interessados nos efeitos indutivos</p><p>desse componente, mas não podemos esquecer</p><p>que na prática ao introduzirmos uma bobina num</p><p>circuito, junto com ela estaremos introduzindo além</p><p>do indutor, um resistor e um capacitor. O valor desse</p><p>resistor R, será o valor da resistência elétrica do</p><p>condutor do qual é feita a bobina e seu valor</p><p>dependerá do número de espiras desejada, do tipo</p><p>de material usado (cobre, alumínio, etc.) e da</p><p>corrente máxima que suporta a bobina (espessura</p><p>do fio). Na prática, esse valor pode variar desde</p><p>décimos de ohm (0,1W) até alguns milhares de</p><p>ohms (1kW ou 2kW), em média o valor dessa</p><p>resistência é baixo e não passa de 1 ou 2W�</p><p>(pequenos indutores), e portanto, podemos</p><p>praticamente desprezá-la. O valor da capacitância</p><p>C paralela com o indutor, também tem um baixo</p><p>valor, devido a ser formada por vários “capacitores”</p><p>em série (espiras paralelas), fazendo com que o</p><p>capacitor equivalente da soma desses pequenos</p><p>“capacitores” em série resulte em uma capacitância</p><p>muito baixa, da ordem de alguns pico-farads (de 1pf</p><p>a 100pf), na prática, esse efeito pode ser</p><p>desprezado na maioria dos circuitos, pois esse</p><p>O segundo ponto importante, será relativo à</p><p>construção da nossa bobina, pois para obtermos</p><p>um indutor de campo magnético, devemos enrolar o</p><p>fio em espiras paralelas, para concentrarmos o</p><p>campo magnético e aumentar o valor da indutância</p><p>da nossa bobina. Mas ao formarmos espiras</p><p>paralelas iremos criar pequenos capacitores em</p><p>série, relativos a cada par de espira, que será como</p><p>2 placas (fios) paralelas isoladas entre si pelo</p><p>próprio ar (separação entre as espiras), e com isso</p><p>iremos introduzir junto com nossa bobina, um</p><p>capacitor “parasita” em paralelo com o indutor. Na</p><p>figura 10, podemos ver um indutor L1 que seria o</p><p>componente elétrico desejado; do lado direito</p><p>temos um modelo teórico que representa o efeito</p><p>elétrico real desse mesmo indutor.</p><p>A</p><p>B</p><p>A</p><p>B</p><p>R</p><p>L C</p><p>L1</p><p>figura 9</p><p>figura 10</p><p>12 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>ANÁLISE DE TENSÃO EM MALHAS RLC</p><p>A figura 13b ilustra bem o que falamos, onde</p><p>mostramos as posições onde estavam os indutores</p><p>agora como fios ou “curtos”. Assim podemos ver que</p><p>R2 e R3 estão em paralelo, resultando disto em uma</p><p>resistência equivalente de 1k. Forma-se um circuito</p><p>série com R1 e também os resistores R2 e R3 em</p><p>paralelo, resultando em uma tensão no ponto C de 5</p><p>volts. No ponto “B” haverá também 5 volts, e zero</p><p>volt para o ponto D.</p><p>capacitor só terá grande interferência em “sinais”</p><p>(correntes ou tensões) de alta frequência (acima de</p><p>10kHz). E por fim, chegamos ao valor L de</p><p>indutância que é o valor nominal de L1, que é o</p><p>componente real que compramos e colocamos no</p><p>circuito elétrico. Então resumidamente, podemos</p><p>esquecer na maioria dos circuitos, que nossa</p><p>bobina não é um indutor ideal e simplesmente</p><p>considerar a bobina como um indutor, mas não</p><p>esquecendo que dependendo do circuito e de suas</p><p>aplicações, devemos levar em consideração o</p><p>resistor e o capacitor parasita ao nosso indutor.</p><p>No circuito da figura 14a, podemos ver que temos 3</p><p>resistores e também um indutor e um capacitor.</p><p>Para analisar o circuito, devemos considerar o</p><p>Na figura 13a, temos o resistor R1 em série com o</p><p>indutor L1 e estes em paralelo com o R2 e ainda</p><p>R3/L2. Como temos um circuito misto com</p><p>resistores e indutores e precisamos saber a tensão</p><p>da malha, consideraremos os indutores como</p><p>curtos.</p><p>Na figura 12, apresentamos um circuito semelhante</p><p>ao anterior sendo que podemos ver o indutor</p><p>colocado agora no lado superior da malha.</p><p>Considerando que este também é um curto,</p><p>teremos a tensão de 10 volts, medida no lado</p><p>positivo da fonte, também medida no lado inferior do</p><p>indutor. Vemos também aqui que o indutor continua</p><p>sendo considerado como um curto.</p><p>Portanto, o indutor colocado em um circuito de</p><p>corrente contínua, apesar de apresentar</p><p>inicialmente uma alta resistência quando circula</p><p>corrente por ele, após um tempo, apresentar-se-á</p><p>com um curto, ou seja, baixa resistência à</p><p>passagem da corrente como mostra o circuito da</p><p>figura 11.</p><p>Como vemos, temos uma tensão de alimentação de</p><p>10 volts sendo aplicada ao resistor de 10k que está</p><p>em série com indutor ou bobina. Como a resistência</p><p>desse indutor é de cerca de zero ohm e o resistor de</p><p>10k, toda a tensão da fonte cairá sobre o resistor,</p><p>sendo que a queda de tensão sobre o indutor será</p><p>de 0 volt. Mostramos ainda na figura 11, que o</p><p>indutor apresenta-se como um curto, apresentado</p><p>na figura 12. Assim a tensão medida no lado</p><p>superior do indutor será a mesma do ponto negativo</p><p>de referência da bateria.</p><p>INDUTOR EM CORRENTE CONTÍNUA</p><p>Quando colocamos uma bobina em um circuito de</p><p>corrente contínua (corrente constante), uma fato</p><p>interessante ocorre, como o circuito tem uma</p><p>corrente constante, o indutor, após alguns</p><p>milésimos de segundos irá criar um pequeno campo</p><p>magnético ao seu redor, e o valor da corrente</p><p>circulante por ele passará a ser constante e com</p><p>isso sua reatância indutiva será zero (frequência =</p><p>0, portanto XL = 0W).</p><p>Como a reatância indutiva da bobina será zero o</p><p>indutor se comportará com um “curto”, restando do</p><p>nosso modelo teórico apenas o capacitor e o</p><p>resistor (figura 10). Vamos lembrar da matéria</p><p>estudada no final da apostila de módulo 1, onde</p><p>pudemos ver que o capacitor em circuitos de</p><p>corrente contínua se comporta como uma chave</p><p>aberta, e com isto não irá interagir com os outros</p><p>componentes do circuito e nem permitirá</p><p>DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>+12V</p><p>+7,2V (Tensão normal)</p><p>Tensão no coletor</p><p>cai devido a fuga</p><p>+0,6V</p><p>Fuga de coletor/base</p><p>A</p><p>+12V</p><p>4V</p><p>Rb</p><p>Rc</p><p>Rb/e</p><p>+12V</p><p>+4,8V (Tensão normal)</p><p>Tensão no coletor</p><p>sobe devido a fuga</p><p>+11,4V</p><p>Fuga de coletor/base</p><p>A</p><p>+12V</p><p>7V</p><p>Rb/e</p><p>Rc</p><p>Rb</p><p>+12V</p><p>+7,2V (Tensão normal)</p><p>Tensão no coletor</p><p>sobe devido a fuga</p><p>+0,6V</p><p>Fuga de base/emissor</p><p>A</p><p>+12V</p><p>10V</p><p>Rb</p><p>Rc</p><p>Rb/e</p><p>+12V</p><p>+4,8V (Tensão normal)</p><p>Tensão no coletor</p><p>cai devido a fuga</p><p>+11,4V</p><p>Fuga de base/emissor</p><p>A</p><p>+12V</p><p>2V</p><p>Rb/e</p><p>Rc</p><p>Rb</p><p>figura 27a</p><p>figura 27b</p><p>figura 28a</p><p>figura 28b</p><p>Na figura 27b, temos uma configuração PNP que ao</p><p>apresentar fuga entre coletor e base, também aumenta a</p><p>corrente entre emissor e base, permitindo maior</p><p>polarização para a junção emissor/coletor, aumentando a</p><p>tensão de coletor do transistor.</p><p>Diminui a concentração de lacunas na junção</p><p>base/emissor, prejudicando a polarização de</p><p>coletor/emissor, ou seja, uma fuga de base/emissor fará o</p><p>transistor diminuir a corrente entre coletor/emissor. Veja</p><p>na figura 28a, a fuga BE do transistor NPN e na figura 28b</p><p>a fuga BE de um transistor PNP. Diagnóstico: A queda de</p><p>tensão normal na junção base/emissor é de uma média de</p><p>0,6V; com a fuga na junção, a queda será menor. Para</p><p>diagnosticar tal defeito, primeiramente, verifica-se a</p><p>queda na junção. Caso a queda seja menor e a</p><p>resistividade de coletor/emissor esteja maior, constata-se</p><p>que o transistor está com fuga base/emissor.</p><p>Como foi mostrado anteriormente, a junção base/coletor</p><p>está reversamente polarizada e não circulará corrente por</p><p>esta junção. Mas, uma fuga nesta junção, faz com que</p><p>circule corrente de coletor para a base, aumentando a</p><p>corrente entre base/emissor, e consequentemente,</p><p>aumentando a corrente de coletor/emissor do transistor,</p><p>fazendo a tensão do coletor cair (figura 27a).</p><p>FUGA BASE/EMISSOR</p><p>0,6V entre base e emissor do transistor, a polarização para</p><p>coletor e emissor está maior que a normal (menor</p><p>resistência) poderemos aplicar um curto entre base e</p><p>emissor deste transistor, para constatar a partir disto, se</p><p>existirá o corte completo (chave aberta) do transistor. Obs:</p><p>Lembramos que o aumento na polarização de</p><p>coletor/emissor pode ter vários motivos, entre eles a fuga</p><p>coletor/emissor já mencionada, mas também a fuga</p><p>coletor/base que será explicada na sequência. Resumo: A</p><p>fuga coletor/emissor impõe uma resistência permanente</p><p>de coletor/emissor, mudando as tensões do circuito. O</p><p>método utilizado para diagnosticar tal defeito é verificar</p><p>polarização de base e caso exista, aplicar um curto</p><p>base/emissor e conferir as reações do transistor.</p><p>FUGA COLETOR/BASE</p><p>Como vimos no defeito anterior, uma fuga consome</p><p>corrente independentemente de qualquer polarização e</p><p>de forma permanente. Portanto, a fuga de coletor/base</p><p>será uma resistência permanente que será introduzida</p><p>nesta junção. Com isso, como o potencial do coletor do</p><p>transistor da figura 27a é mais positivo do que a base,</p><p>podemos concluir que esta fuga aumentaria a polarização</p><p>do transistor e consequentemente sua condução de</p><p>coletor/emissor, fazendo a tensão de coletor cair (figura</p><p>27a).</p><p>Resumo: a fuga. coletor/base aumenta a corrente</p><p>base/emissor, aumentando a polarização coletor/emissor.</p><p>Para diagnosticar tal defeito retira-se a polarização de</p><p>base, conferindo após se realmente esta desapareceu.</p><p>Resumo: a fuga base/emissor diminui a polarização</p><p>coletor/emissor e ao mesmo tempo reduz a queda de</p><p>tensão na própria junção. Tendo em mãos tais</p><p>consequências, pode-se chegar a este diagnóstico.</p><p>JUNÇÃO BASE/EMISSOR ABERTA</p><p>Diagnóstico: A fuga de coletor/base aumenta a corrente de</p><p>base/emissor. Portanto, caso o resistor de polarização da</p><p>junção base/emissor seja desligado do circuito, ou até</p><p>mesmo seja desligado o terminal base do circuito, a</p><p>junção base/emissor continuará polarizada (em</p><p>condições normais deveria cortar). Consequentemente,</p><p>teremos uma polarização de coletor/emissor, ou seja, para</p><p>diagnosticar a fuga coletor/base, basta retirar a</p><p>polarização desta junção e verificar se esta ainda</p><p>permanece. Caso afirmativo, concluiremos que o</p><p>transistor esta com fuga coletor/base.</p><p>Quando um diodo abre, ele não possui mais a propriedade</p><p>de permitir passagem de corrente por ele, mesmo que</p><p>diretamente polarizado. Isto também acontece com as</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>122 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>+12V</p><p>+7,2V (Tensão normal)</p><p>Transistor corta</p><p>+0,6V</p><p>Junção aberta</p><p>tensão sobe na</p><p>base</p><p>B</p><p>A</p><p>+12V</p><p>12V</p><p>8V</p><p>Rb</p><p>Rc</p><p>Rb/e</p><p>+12V</p><p>+4,8V (Tensão normal)</p><p>Transistor corta</p><p>+11,4V</p><p>Junção aberta</p><p>tensão cai na</p><p>base</p><p>B</p><p>A</p><p>+12V</p><p>0V</p><p>4V</p><p>Rb/e</p><p>Rc</p><p>Rb</p><p>+12V</p><p>+7,2V (Tensão normal)</p><p>Tensão de coletor</p><p>sobe</p><p>Resistência de coletor/</p><p>emissor aumenta.</p><p>+0,7V ou 0,8V</p><p>A</p><p>+12V</p><p>9V</p><p>Rb</p><p>Rc</p><p>Rb/e</p><p>+12V</p><p>+4,8V (Tensão normal)</p><p>tensão no coletor</p><p>cai</p><p>Resistência de</p><p>coletor/emissor</p><p>aumenta</p><p>+11,2V ou 11,3V</p><p>A</p><p>+12V</p><p>2V</p><p>Rb/e</p><p>Rc</p><p>Rb</p><p>figura 29a</p><p>figura 29b</p><p>figura 30a</p><p>figura 30b</p><p>Diagnóstico: Como a falta de ganho se assemelha a uma</p><p>diminuição na corrente base/emissor (defeito semelhante</p><p>a fuga base-emissor), deverá ser verificado nos</p><p>componentes associados ao transistor, se realmente</p><p>existe uma diminuição na corrente base/emissor, para</p><p>então, chegar a tal conclusão. Quando há uma falta de</p><p>ganho, observamos que apesar da menor polarização</p><p>para coletor/emissor, a tensão de base/emissor</p><p>apresenta-se com tensão levemente acima do normal,</p><p>com 0,7V ou até 0,8V.</p><p>Neste defeito o transistor apresenta um curto entre as</p><p>junções coletor-emissor, e as vezes este curto abrange</p><p>também a junção base-emissor. Neste caso, todos os</p><p>terminais do transistor apresentam a mesma tensão. É um</p><p>dos problemas mais fáceis de serem detectados a partir</p><p>de medições de tensões através do multímetro.</p><p>COLETOR ABERTO</p><p>Neste defeito o transistor não apresenta circulação de</p><p>corrente entre a junção coletor/emissor, mesmo quando</p><p>ele está bem polarizado em sua base/emissor. Neste</p><p>caso, seu coletor está danificado (aberto) e todas as</p><p>junções do coletor não mais poderão conduzir corrente</p><p>elétrica. Neste defeito, mesmo recebendo polarização de</p><p>base/emissor, com queda de tensão de 0,6V, o transistor</p><p>comporta-se completamente como chave aberta. Obs: Os</p><p>defeitos do componente mencionados aqui, podem ser</p><p>analisados e detectados sem problemas. Apesar disso,</p><p>um corte pode ser confundido com um coletor/emissor</p><p>aberto, da mesma forma que uma saturação pode ser</p><p>confundida com um transistor com coletor/emissor em</p><p>curto. Assim, será necessário que o aluno submeta-se a</p><p>uma série de análises de defeitos envolvendo os</p><p>transistores, ganhando com isso prática na detecção dos</p><p>defeitos na na placa de circuito impresso, não sendo</p><p>necessária a retirada de componentes do circuito para</p><p>constatação do problema. Caso o aluno já possua prática</p><p>na área, terá mais dificuldade de aplicar estas novas</p><p>técnicas, visto que os vícios anteriores o levarão a utilizar</p><p>a escala ôhmica na medição dos defeitos mencionados</p><p>acima. Assim, pedimos também aos alunos com muita</p><p>prática que abstenham-se da forma convencional de</p><p>trabalho e empreguem esta nova forma, que certamente</p><p>trará resultados práticos fantásticos com o passar do</p><p>tempo.</p><p>TRANSISTOR EM CURTO</p><p>junções PN dos transistores e como consequência,</p><p>teremos a junção base/emissor aberta, com o corte do</p><p>transístor (chave aberta entre emissor/coletor). Veja nas</p><p>figura 29a a demonstração de um transistor NPN com a</p><p>junção base emissor aberta e na figura 29b a</p><p>demonstração figurativa deste defeito na configuração</p><p>PNP.</p><p>Diagnóstico: O mesmo utilizado para diagnosticar diodos</p><p>(nada mais é do que uma junção PN aberta). Uma outra</p><p>característica é o corte do transístor devido a este defeito.</p><p>FALTADE GANHO</p><p>A condutividade coletor/emissor diminui (aumenta a</p><p>resistência) como se a corrente de base/emissor</p><p>circular</p><p>corrente através dele; logo, nossa bobina se</p><p>resumirá a um resistor, cuja resistência será dada</p><p>pelo material de que é feita a bobina. Como na</p><p>maioria das bobinas, o valor da resistência elétrica</p><p>do fio é quase igual a zero ohm, vamos considerar</p><p>para nossos exercícios que a bobina (indutor), em</p><p>circuitos de corrente contínua, terá um resistor de</p><p>valor igual a zero, ou seja, um “curto”, cuja queda de</p><p>tensão sobre ele será sempre igual a zero volt.</p><p>+10V 10kW 10kW</p><p>0V</p><p>0V</p><p>RESISTÊNCIA</p><p>EQUIVALENTE = 0W</p><p>OU</p><p>A</p><p>A</p><p>Fio</p><p>figura 11</p><p>+10V</p><p>10kW</p><p>10kW</p><p>10V</p><p>10V</p><p>A</p><p>ARESISTÊNCIA</p><p>EQUIVALENTE = 0W</p><p>OU</p><p>Fio</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>L1</p><p>L2</p><p>10V 10V</p><p>5V 5V5V 5V</p><p>0V 0V</p><p>+10V</p><p>A</p><p>B</p><p>A</p><p>B</p><p>C C</p><p>D D</p><p>+10V</p><p>figura 12</p><p>figura 13a figura 13b</p><p>13ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>indutor L1 com um curto e o capacitor C1 como</p><p>circuito aberto. Assim definiremos as tensões das</p><p>malhas.</p><p>Na figura 14b, podemos ver o circuito equivalente</p><p>da figura 14a, é onde temos o resistor R1 em série</p><p>com um resistor R2; o resistor R3 ficará em aberto.</p><p>Na figura 15a, temos um circuito um pouco mais</p><p>complexo formado por vários resistores além de</p><p>indutores e capacitores. Podemos definir logo de</p><p>partida a tensão no ponto “E1” pois considerando</p><p>que ele um é um curto, toda a tensão da fonte será</p><p>aplicada sobre o resistor R6.</p><p>Como o valor do resistor R1 é de 4k e de R2 é de 2k,</p><p>teremos uma tensão no ponto A de 4 volts, o mesmo</p><p>correndo para o ponto B (porque o indutor é</p><p>considerado um curto). Já a tensão no ponto “C”,</p><p>será de zero volt pois a tensão do lado inferior de R3</p><p>é de zero volt e considerando que não está</p><p>circulando corrente por ele haverá a mesma tensão</p><p>do outro lado ou seja zero volt.</p><p>Na figura 15b, podemos ver que os capacitores C1 e</p><p>C2 foram considerados circuitos interrompidos ou</p><p>abertos permitindo assim melhor visualização dos</p><p>resistores colocados na malha. Vamos considerar</p><p>também L2 como sendo um curto; assim teremos</p><p>R1 em paralelo com R2 e esses em série com R3;</p><p>completando o caminho a massa teremos R4 em</p><p>paralelo com R5. Com R1 em paralelo com R2,</p><p>resultará em uma resistência de 5k e R4 em</p><p>paralelo com R5 resultará em uma resistência de</p><p>4k. Teremos 3 resistores em série sendo os valores</p><p>de 5k, 1k e 4k. Assim fica fácil definir a tensão para o</p><p>ponto A com 10 volts, a mesma tensão para o ponto</p><p>B (devido ao curto do indutor L2) e para o ponto D</p><p>uma tensão de 8 volts.</p><p>R1</p><p>4kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>L1 C1</p><p>4V</p><p>0V</p><p>4V</p><p>A</p><p>B</p><p>C</p><p>+12V R1</p><p>4kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>4V</p><p>0V</p><p>4V</p><p>B</p><p>A</p><p>C</p><p>+12V</p><p>R6</p><p>10kW</p><p>R5</p><p>8kW</p><p>10V</p><p>10V</p><p>8V</p><p>20V</p><p>10V</p><p>A</p><p>B</p><p>D</p><p>E</p><p>C</p><p>+20V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>L1</p><p>L2</p><p>C1</p><p>C2</p><p>L3</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>R4</p><p>8kW</p><p>R6</p><p>10kW</p><p>R5</p><p>8kW</p><p>10V</p><p>10V</p><p>8V</p><p>20V</p><p>10V</p><p>A</p><p>B</p><p>D</p><p>E</p><p>C</p><p>+20V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>L1</p><p>L2</p><p>L3</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>R4</p><p>8kW</p><p>C1</p><p>C2</p><p>DIMENSIONAMENTOS DE CIRCUITOS</p><p>Nos circuitos da figura 16 e 17, faça o dimensionamento dos circuitos colocando as tensões nos diversos</p><p>pontos:</p><p>18V</p><p>A</p><p>B D</p><p>G</p><p>E</p><p>F</p><p>I</p><p>K</p><p>L</p><p>M</p><p>NJ</p><p>H</p><p>C</p><p>4</p><p>1</p><p>2</p><p>3</p><p>9</p><p>14</p><p>2kW</p><p>1kW</p><p>1kW</p><p>2kW</p><p>18kW</p><p>18kW</p><p>C1</p><p>2,2nF</p><p>C2</p><p>1nF</p><p>C4</p><p>1nF</p><p>C3</p><p>1Fm</p><p>L1</p><p>L2</p><p>L3</p><p>5</p><p>6</p><p>8</p><p>7,5kW</p><p>45kW</p><p>2,5kW</p><p>7</p><p>6kW</p><p>12 11 10</p><p>1W 12kW 3kW</p><p>13 6kW</p><p>figura 16a figura 16b figura 16c</p><p>figura 14a figura 14b</p><p>figura 15a</p><p>figura 15b</p><p>14 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Na figura 16b, podemos ver que temos dois</p><p>indutores em sér ie (L2 e L3) que serão</p><p>considerados como curtos. Assim, teremos o</p><p>potencial de 18 volts aplicados no lado direito do</p><p>resistor R7, ficando esse em paralelo com R5 e</p><p>parte de R6. A metade de baixo de R6, acabará</p><p>ficando em série com o resistor R8, visto que o</p><p>capacitor C2 pode ser considerado um circuito</p><p>aberto. Fazendo os cálculos para o circuito,</p><p>teremos no ponto “I” 18 volts o mesmo acontecendo</p><p>para o ponto “H”. Para saber as tensões dos outros</p><p>pontos deveremos fazer o circuito equivalente de</p><p>toda a malha, onde teremos dois resistores</p><p>equivalentes em série sendo 7,5k no lado de cima e</p><p>22,5k do lado de baixo; isto acabará gerando uma</p><p>tensão de 15 volts para o ponto F e 17,25 volts para</p><p>o ponto “E”; 1,5 volt para o ponto G.</p><p>Ficaremos então com o circuito equivalente série de</p><p>R9 com a associação resistiva de baixo, resultando</p><p>em 7,2k. Fica definida uma tensão de 5,14 volts</p><p>para o ponto “M”. Considerando agora que temos</p><p>5,14 volts aplicado sobre um resistor de 9k e 3k,</p><p>teremos uma tensão de 1,3 volt para o ponto “K”.</p><p>podemos definir também a tensão para o ponto N,</p><p>que ficará como 3,86 volts.</p><p>Na figura 16a, temos quatro resistores que estão</p><p>praticamente em série. Vamos considerar L1 como</p><p>um curto e o capacitor C1 com um circuito aberto;</p><p>assim teremos o resistor R1 em série com resistor</p><p>R2 e estes e em série com resistor R3; a malha</p><p>resistiva que vem do potencial positivo acaba</p><p>encontrando o cursor do resistor R4 que fecha à</p><p>massa a partir da metade deste.</p><p>A L E R TA M O S A O S A L U N O S , Q U E O S</p><p>EXERCÍCIOS PROPOSTOS ACIMA JÁ FAZEM</p><p>PARTE DO MÓDULO 1 DE ELETRÔNICA,</p><p>DEVENDO ESSES SEREM FEITOS COM CERTA</p><p>FACILIDADE. CASO O ALUNO ENCONTRE</p><p>DIFICULDADES NA RESOLUÇÃO DESTAS</p><p>MALHAS DEVERÁ VOLTAR A ESTUDAR TODA</p><p>MATÉRIA EXPOSTA NO MÓDULO 1 DESTE</p><p>CURSO DE ELETRÔNICA.</p><p>Ficamos então com uma tensão de 14,4 volts no</p><p>ponto A; 14,4 volts do ponto B (curto do indutor);</p><p>10,8 volts no ponto D e finalmente 3,6 volts do ponto</p><p>H. Há ainda uma medida de tensão no ponto C que</p><p>deverá ser a mesma do ponto mais próximo de</p><p>tensão do potenciômetro que é o ponto H, com 3,6</p><p>volts.</p><p>Ficamos assim com um resistor de 1k em série com</p><p>um outro resistor de 1k; em seguida um resistor de</p><p>2k e finalmente um resistor de 1k (metade da</p><p>resistência do potenciômetro).</p><p>No dimensionamento da figura 16c, devemos</p><p>desconsiderar os capacitores C3 e C4, ou seja,</p><p>serão encarados como circuitos abertos. Assim</p><p>teremos R9 em série com os demais, onde R14</p><p>estará em paralelo com R10, R11, R13 e R12.</p><p>Podemos ver que o valor de R12 é apenas de 1</p><p>ohm, significando que do lado direito dele teremos a</p><p>mesma tensão do terra, ou seja, zero volt. Teremos</p><p>portanto metade do resistor R11 (6k) em paralelo</p><p>com o resistor R13, também de 6k resultando disso</p><p>em uma equivalência de 3k. Esse acabou ficando</p><p>em série com metade do resistor R11 (lado direito) e</p><p>também R10.</p><p>Respostas dos dimensionamentos</p><p>O circuito da figura 17a é bem simples, onde temos</p><p>o resistor R1 em paralelo com o resistor R3 e em</p><p>parte do resistor R4. Podemos dizer que o valor da</p><p>metade do resistor R4, será 12k que somado ao</p><p>resistor R3 resultará em uma equivalência de 24k.</p><p>Esse valor está em paralelo com o resistor R1, cujo</p><p>valor é 12k, resultando em uma resistência</p><p>equivalente de 8k.</p><p>Essa equivalência estará em série com a parte de</p><p>baixo do resistor R4 (12k), e também em série com</p><p>o resistor R5 de 12k. Calculando a malha teremos</p><p>uma tensão de 27 volts para o ponto O, e 31,5 volts</p><p>para o ponto R. Já para o ponto “S” teremos uma</p><p>tensão de 13,5 volts.</p><p>36V</p><p>O</p><p>P</p><p>S</p><p>R</p><p>W</p><p>T</p><p>U</p><p>Y</p><p>Z</p><p>B1</p><p>A1</p><p>C1</p><p>X</p><p>V</p><p>C1</p><p>10nF</p><p>L131</p><p>12</p><p>13</p><p>14</p><p>6</p><p>10</p><p>42 7</p><p>5 8</p><p>12kW12kW</p><p>24kW10kW</p><p>12kW</p><p>180kW</p><p>180kW</p><p>180kW</p><p>500W</p><p>60W</p><p>3kW</p><p>1,5kW</p><p>C2</p><p>2,2nF</p><p>C3</p><p>4,7nF</p><p>15</p><p>90kW</p><p>9 1,5kW</p><p>L2</p><p>11</p><p>90kW</p><p>figura 17a figura 17b figura 17c</p><p>15ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>No circuito da figura 17b teremos o indutor “L1” em</p><p>paralelo com o resistor R6, ou seja, a tensão da</p><p>fonte que é de 36 Volts será transferida para o lado</p><p>de baixo do resistor R6. Assim, o lado de cima do</p><p>resistor R7 (1,5k) está em série com a malha</p><p>formada pelo resistor R9, sendo este em paralelo</p><p>com parte de baixo do resistor</p><p>R7, que por sua vez</p><p>está em série com o resistor R8. Devemos</p><p>desconsiderar o capacitor C2 (circuitos abertos).</p><p>Assim, ficamos com dois resistores de 1,5k em série</p><p>e esses em paralelo com outro resistor de 1,5k. Fica</p><p>então definida a tensão para o ponto “U” e também</p><p>para o ponto “V” em 14,4 volts. Já para o ponto “W”</p><p>teremos uma tensão de 7,2 volts.</p><p>No circuito da figura 17c, devemos desconsiderar o</p><p>capacitor C3 (circuito aberto). Como o indutor L2,</p><p>que está ligado ao capacitor C3 deve ser</p><p>considerado um curto, já poderemos afirmar que a</p><p>tensão no ponto “Z” será a mesma do ponto “C1”.</p><p>Vemos que o lado superior de R12 está em série</p><p>com uma malha paralela formada pelo próprio R12</p><p>(lado de baixo) e lado de cima de R13; esses em</p><p>paralelo com R11 e R15. A malha paralela de cima</p><p>está em série com lado debaixo de R13</p><p>completando o caminho à massa via R14. Assim,</p><p>será formado um circuito série com metade do valor</p><p>de R12 que é de 90k. Ele está em série com vários</p><p>resistores todos de 90k resultando em uma</p><p>equivalência de 90k e finalmente completando o</p><p>circuito série com o lado de baixo de R13 somado</p><p>ao R14, resultando numa resistência de 270k. Fica</p><p>assim definida a tensão nos cursores dos</p><p>potenciômetros, ou seja, no cursor de R12 há uma</p><p>tensão de 28,8 volts e no cursor de R13, uma tensão</p><p>de 21,6 volts. A partir dessas tensões, já podemos</p><p>definir a tensão do ponto A1 que será de 25,2 volts,</p><p>sendo a mesma tensão para o ponto Z e também</p><p>para o ponto C1. Também podemos definir a tensão</p><p>do ponto B1 que será de 14,4 volts.</p><p>A seguir, temos a figura 16, já com as tensões</p><p>corretas nos devidos pontos, para que o aluno</p><p>possa corrigir o dimensionamento, caso as tensões</p><p>que o aluno encontrou não sejam as mesmas, ele</p><p>deverá refazer os cálculos, caso ele não encontre</p><p>seu erro, pedir ajuda via site pelos exercícios dos</p><p>blocos ou na sala de aula para o professor.</p><p>A seguir, temos também a figura 17, com suas</p><p>tensões corretas, para que o aluno possa corrigir</p><p>mais este exercício:</p><p>ANÁLISE DE DEFEITOS EM CIRCUITOS COM</p><p>INDUTORES</p><p>A análise de defeitos envolvendo indutores é</p><p>relativamente simples, pois o indutor, por ser um</p><p>curto em corrente contínua, apresentará somente o</p><p>defeito de não ser mais um curto, ou seja,</p><p>interromper-se, deixando os componentes</p><p>associados ao mesmo, livre de sua atuação.</p><p>Na figura 20a, temos uma malha composta de</p><p>A figura 18, ilustra bem o comentado. Notem que L1,</p><p>deveria ser um curto, deixando o ponto “A” preso ao</p><p>terra (0 volt), mas no ponto “A” temos 10V, indicando</p><p>que L1 está interrompido. Na figura 19, temos</p><p>exemplo semelhante mudando somente a posição</p><p>do indutor para com o resistor. Neste caso, o indutor</p><p>interrompido (L1) provocou uma tensão de 0V no</p><p>ponto “A”, onde deveríamos ter 10V.</p><p>EXEMPLO 1:</p><p>18V</p><p>A</p><p>B D</p><p>G</p><p>E</p><p>F</p><p>I</p><p>K</p><p>L</p><p>M</p><p>NJ</p><p>H</p><p>C</p><p>4</p><p>1</p><p>2</p><p>3</p><p>9</p><p>14</p><p>2kW</p><p>1kW</p><p>1kW</p><p>2kW</p><p>18kW</p><p>18kW</p><p>C1</p><p>2,2nF</p><p>C2</p><p>1nF</p><p>C4</p><p>1nF</p><p>C3</p><p>1Fm</p><p>L1</p><p>L2</p><p>L3</p><p>5</p><p>6</p><p>8</p><p>7,5kW</p><p>45kW</p><p>2,5kW</p><p>7</p><p>6kW</p><p>12 11 10</p><p>1W 12kW 3kW</p><p>13 6kW</p><p>14,4</p><p>14,4 10,8</p><p>3,6</p><p>3,6</p><p>18</p><p>18</p><p>15</p><p>17,2</p><p>1,5</p><p>5,141,3</p><p>3,86</p><p>0</p><p>36V</p><p>O</p><p>P</p><p>S</p><p>R</p><p>W</p><p>T</p><p>U</p><p>Y</p><p>Z</p><p>B1</p><p>A1</p><p>C1</p><p>X</p><p>V</p><p>C1</p><p>10nF</p><p>L131</p><p>12</p><p>13</p><p>14</p><p>6</p><p>10</p><p>42 7</p><p>5 8</p><p>12kW12kW</p><p>24kW10kW</p><p>12kW</p><p>180kW</p><p>180kW</p><p>180kW</p><p>500W</p><p>60W</p><p>3kW</p><p>1,5kW</p><p>C2</p><p>2,2nF</p><p>C3</p><p>4,7nF</p><p>15</p><p>90kW</p><p>9 1,5kW</p><p>L2</p><p>11</p><p>90kW</p><p>27 31,5</p><p>13,5</p><p>27</p><p>14,4</p><p>14,4</p><p>7,2</p><p>36</p><p>25,2</p><p>25,2</p><p>25,2</p><p>25,2</p><p>25,2</p><p>14,4</p><p>figura 16</p><p>figura 17</p><p>R1</p><p>4kW</p><p>10V</p><p>L1</p><p>A</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>4kW</p><p>0V</p><p>L1</p><p>A+10V</p><p>6,6V</p><p>6,6V</p><p>6,6V</p><p>6,6V</p><p>0V</p><p>A</p><p>B</p><p>C</p><p>+10V</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>R1</p><p>1kW</p><p>L1 L1</p><p>L2</p><p>L2</p><p>ABERTA</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>R3</p><p>2kW</p><p>figura 18</p><p>figura 19</p><p>figura 20a figura 20b</p><p>16 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>A figura 25 apresenta C1 em curto, aplicando os</p><p>20V do ponto E no ponto A sobre L2 que levará esta</p><p>tensão até L3 e o resistor R3. O resistor R3, dividirá</p><p>os 20V do ponto B com R4 e R5, onde resulta em</p><p>16V no ponto D. Notem, que o capacitor C1 em</p><p>curto colocou L1 em paralelo com R1 e R2,</p><p>resultando em uma resistência equivalente de 0W.</p><p>EXEMPLO 6:</p><p>EXEMPLO 7:</p><p>Na figura 26 o resistor R5 se encontra alterado,</p><p>elevando a resistência equivalente com R4.</p><p>Consequentemente teremos uma maior queda de</p><p>indutores e resistores. Como estamos trabalhando</p><p>com corrente contínua, os indutores são</p><p>desprezados. Ficamos, portanto, com 6V no ponto</p><p>B para a condição normal. Mas esta não é a tensão</p><p>apresentado na figura 20a ponto B, ou seja, temos</p><p>6,6V neste ponto, indicando um defeito em algum</p><p>dos componentes abaixo deste ponto. Existe a</p><p>possibilidade de R2 ou R3 estar aberto, mas a</p><p>queda de tensão de 6,6V no indutor L2, deixa claro</p><p>que o mesmo está interrompido (figura 20b),</p><p>produzindo o mesmo efeito de R2 ou R3 abrir.</p><p>EXEMPLO 2:</p><p>A figura 21, mostra uma malha defeituosa contendo</p><p>capacitores, indutores e resistores. O componente</p><p>defeituoso, como está indicado na figura é R1</p><p>aberto. O resistor R1 retêm toda a tensão da fonte</p><p>sobre si (20volts) e com isso, deixa os pontos A, B e</p><p>C “zerados”.</p><p>EXEMPLO 3:</p><p>Na figura 22, o componente defeituoso é L1 aberto.</p><p>Como o caminho da corrente passa por este indutor,</p><p>com esse interrompido, não teremos mais corrente</p><p>na malha, deixando o ponto A com 20V e o ponto B</p><p>com 0V. Notem que ao lado temos C1 e R3, mas C1</p><p>em tensão ou corrente contínua é uma chave</p><p>aberta, não influenciando nestas tensões.</p><p>EXEMPLO 4:</p><p>O componente defeituoso da figura 23 é C1 em</p><p>curto que fará com que R3 fique em paralelo com</p><p>R2, resultando em uma resistência equivalente de</p><p>666,6W que consequentemente gerará 2,8V em</p><p>todos os pontos, pois todos são comuns ou iguais</p><p>devido o curto de C1.</p><p>EXEMPLO 5:</p><p>O circuito da figura 24 tem L2 (bobina ou indutor)</p><p>aberta. Com isso, a ligação entre os resistores de</p><p>cima e abaixo deste indutor é desfeita, gerando no</p><p>ponto A 20V e nos pontos B, C e D = 0V. O ponto E</p><p>indica a tensão entre o indutor L1 e o resistor R6 que</p><p>estão l igado separadamente dos demais</p><p>componentes, pois C1 e C2 são chaves abertas.</p><p>Neste ponto temos 20V que estão absolutamente</p><p>corretos.</p><p>0V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>A</p><p>R1 ABERTO</p><p>B</p><p>C</p><p>+20V</p><p>R1</p><p>4kW</p><p>L2 C1</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>20V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>A</p><p>L1 ABERTA</p><p>B</p><p>C</p><p>+20V</p><p>R1</p><p>4kW</p><p>L2 C1</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>2,8V</p><p>2,8V</p><p>2,8V</p><p>A</p><p>C1 EM CURTO</p><p>B</p><p>C</p><p>+20V</p><p>R1</p><p>4kW</p><p>L2 C1</p><p>R2</p><p>2kW</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>L2 ABERTA</p><p>R6</p><p>10kW</p><p>R5</p><p>8kW</p><p>20V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>20V</p><p>0V</p><p>A</p><p>B</p><p>D</p><p>E</p><p>C</p><p>+20V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>L1</p><p>L2</p><p>C1</p><p>C2</p><p>L3</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>R4</p><p>8kW</p><p>C1 EM CURTO</p><p>R6</p><p>10kW</p><p>R5</p><p>8kW</p><p>20V</p><p>20V</p><p>16V</p><p>20V</p><p>20V</p><p>A</p><p>B</p><p>D</p><p>E</p><p>C</p><p>+20V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>L1</p><p>L2</p><p>C1</p><p>C2</p><p>L3</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>R4</p><p>8kW</p><p>figura 21</p><p>figura 22</p><p>figura 23</p><p>figura 24</p><p>figura 25</p><p>17ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>A tensão de 20V logo após L1, significa que o</p><p>mesmo é um curto, logo, a tensão da fonte</p><p>aparecerá no ponto E, produzindo corrente</p><p>circulante por R6 que está ligado a massa.</p><p>tensão sobre os resistores R4 e R5 e uma menor</p><p>queda nos demais componentes.</p><p>Assim, a malha de cálculo será formada por R1 em</p><p>paralelo com R2 e estes em série com R3, para</p><p>então encontrar outra malha paralela, formada por</p><p>R4 e R5, ambos ligados a massa.</p><p>18V</p><p>A</p><p>B</p><p>D</p><p>C</p><p>R</p><p>F</p><p>G</p><p>I</p><p>J</p><p>M</p><p>L</p><p>K</p><p>H</p><p>E</p><p>9V</p><p>9V</p><p>4,5V</p><p>13,5V</p><p>3V</p><p>15V</p><p>6V</p><p>9V</p><p>9V</p><p>6V</p><p>12V</p><p>9V</p><p>9V</p><p>6V</p><p>C1</p><p>10nF</p><p>L131</p><p>12</p><p>14</p><p>15</p><p>6</p><p>10</p><p>42 7</p><p>5 8</p><p>12kW12kW</p><p>24kW10kW</p><p>12kW</p><p>180kW</p><p>180kW</p><p>180kW</p><p>500W</p><p>60W</p><p>3kW</p><p>1,5kW</p><p>C2</p><p>2,2nF</p><p>C3</p><p>4,7nF</p><p>13</p><p>90kW</p><p>9 1,5kW</p><p>L2</p><p>11</p><p>90kW</p><p>18V</p><p>N</p><p>O P</p><p>U</p><p>S</p><p>T</p><p>V</p><p>X</p><p>Y</p><p>Z</p><p>A1W</p><p>R</p><p>Q</p><p>13,5V</p><p>13,5V 9V</p><p>1V</p><p>16V</p><p>10V</p><p>18V</p><p>0V</p><p>0V</p><p>4,5V</p><p>3V18V</p><p>4,5V</p><p>4,5V</p><p>19</p><p>16</p><p>17</p><p>18</p><p>28</p><p>29</p><p>2kW</p><p>1kW</p><p>1kW</p><p>2kW</p><p>18kW</p><p>18kW</p><p>C4</p><p>2,2nF</p><p>C5</p><p>1nF</p><p>C7</p><p>1nF</p><p>C6</p><p>1Fm</p><p>L3</p><p>L4</p><p>L5</p><p>20</p><p>21</p><p>23</p><p>7,5kW</p><p>45kW</p><p>2,5kW</p><p>22</p><p>6kW</p><p>24 25 27</p><p>1W 12kW 3kW</p><p>26 6kW</p><p>R5 ALTERADO</p><p>R6</p><p>10kW</p><p>R5</p><p>8kW</p><p>12,9V</p><p>12,9V</p><p>11,5V</p><p>20V</p><p>12,9V</p><p>A</p><p>B</p><p>D</p><p>E</p><p>C</p><p>+20V</p><p>R1</p><p>10kW</p><p>R2</p><p>10kW</p><p>L1</p><p>L2</p><p>C1</p><p>C2</p><p>L3</p><p>R3</p><p>1kW</p><p>R4</p><p>8kW</p><p>Nas figuras 27 e 28, temos 6 malhas independentes ligadas numa tensão de 18V. Cada malha apresenta</p><p>um componente defeituoso; encontre este componente, baseando-se nas tensões dos círculos.</p><p>FIGURA 27-1: O circuito mostra um misto de resistores,</p><p>potenciômetro e capacitor. Temos dois resistores no lado</p><p>de cima do circuito (R1 e R3) indicando uma ligação ao</p><p>positivo e a ligação à massa sendo feita pelo lado de</p><p>baixo de P4 e R5. Como o potenciômetro possui 12k em</p><p>sua metade de cima e de baixo, teremos 4 resistores de</p><p>12k em série e R1 em paralelo com os dois. Mas, vemos</p><p>que a tensão nos resistores R3, lado de cima de P4, lado</p><p>de baixo de P4, e R5, tem valores iguais e suas quedas</p><p>de tensões estão proporcionais. Assim, já podemos</p><p>concluir que R1 está aberto.</p><p>FIGURA 27-2: No segundo circuito, vemos que o indutor</p><p>L1, deveria colocar 18V no lado de cima do</p><p>potenciômetro P7, mas encontramos a tensão de 15V.</p><p>Isto já mostra que o indutor L1 está aberto, permitindo</p><p>uma queda de tensão em R6. Calculando a malha para</p><p>baixo, vemos que o cursor de P7, está ligado a R9 (1,5k) e</p><p>também ao capacitor C2 que será considerado um</p><p>circuito aberto. R9 ficará em paralelo com o lado de baixo</p><p>figura 26</p><p>figura 27</p><p>figura 28</p><p>18 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Como a proporção das quedas de tensões estão</p><p>equilibradas entre o R20 e o lado de cima de P21, já</p><p>podemos afirmar que o resistor R22 de 6k está alterado.</p><p>Teríamos portanto uma resistência inicial ao positivo de</p><p>90k em série com o paralelo de 90k e finalmente 180k</p><p>ligando a massa. Mas, pelas tensões medidas, o que</p><p>vemos é P12, P14 e R15, dividindo as tensões</p><p>proporcionalmente (180k, 180k e 180k). Assim, fica claro</p><p>que R11 está aberto, interrompendo o paralelo que</p><p>haveria entre os potenciômetros e os resistores R11 e</p><p>R13.</p><p>de P7 (1,5k) somado ao R8 (1,5k). Temos então 3k, que</p><p>em paralelo com R9 (1,5k) resultará em 1k de</p><p>equivalência geral (cursor do potenciômetro para baixo).</p><p>Assim, podemos concluir que a partir daqui todas as</p><p>tensões estão proporcionais.</p><p>FIGURA 27-3: Neste circuito, devemos desconsiderar o</p><p>potenciômetro P10, pois não haverá corrente circulante</p><p>por ele, logo não atuando nas tensões da malha. O</p><p>circuito é formado pelo lado de cima de P12 (90k), e pelo</p><p>lado de baixo de P12 (90k) e lado de cima de P14 (90k);</p><p>estes dois ficam em paralelo com R11 (90k) e R13 (90k),</p><p>resultando em um paralelo equivalente geral de 90k</p><p>(potenciômetros e resistores). Finalmente chegamos ao</p><p>massa via R15.</p><p>FIGURA 28-1: No circuito, vamos considerar um curto o</p><p>indutor L3 e um circuito aberto o capacitor C4. Assim,</p><p>teremos R16 (1k) em série com R17 (1k), em série com</p><p>R18 (2k) e finalmente P19 (1k lado de baixo). deveríamos</p><p>ter a tensão da fonte (18V) dividida por 5, que resultaria</p><p>em 3,6V. Mas o que vemos é uma queda proporcional de</p><p>4,5V sobre todos os resistores, indicando que todos</p><p>possuem o mesmo valor. Assim, ou os 3 resistores de 1k</p><p>alteraram para 2k, ou o resistor R18 de 2k, alterou para</p><p>menos 1k, o que seria muito difícil. Como temos o</p><p>capacitor C4 em paralelo com ele, já podemos afirmar</p><p>que está com uma fuga interna de 2k.</p><p>FIGURA 28-2: Neste circuito, como temos dois indutores</p><p>(L4 e L5) ligados ao +18V, devem levar este potencial até</p><p>o lado direito de R22. Assim, teremos um paralelo</p><p>formado por R22 (6k), com R20 (7,5k) e lado de cima de</p><p>P21 (22,5k), resultando em uma equivalência de 5k.</p><p>Após, passamos pelo lado de baixo de P21 (22,5k),</p><p>chegando à massa finalmente via R23 de 2,5k. Vemos</p><p>então que a queda de tensão na malha paralela calculada</p><p>está maior do que deveria ser, indicando que algum</p><p>resistor na malha alterou.</p><p>FIGURA 28-3: Este é um dos melhores circuitos para</p><p>análise. Vamos começar por definir que R28 (18k) estará</p><p>em série com os demais componentes. Podemos ver</p><p>também que R29 estará em paralelo como os outros</p><p>resistores.</p><p>Vamos considerar que C6 e C7 são circuitos abertos.</p><p>Assim, ficamos com a malha mostrada abaixo:</p><p>Pela figura, vemos que há o R24, cujo valor é muito baixo,</p><p>comparado aos outros resistores. Isto significa que o</p><p>potencial de zero volt será levado para o lado de baixo de</p><p>P25 (12k).</p><p>Mas a tensão que mais chama atenção é a de zero volt no</p><p>ponto X, onde deveria haver uma tensão em torno de</p><p>1,5V, ou um pouco menos.</p><p>Para que esta tensão seja possível, o cursor de P25</p><p>deveria estar aberto, mas isso faria com que seu valor</p><p>(12k) estivesse em série com R27 (3k), causando uma</p><p>maior queda neste. Vemos que a queda no lado de cima</p><p>do potenciômetro foi de 3V em 6k, o dobro do que está</p><p>caindo sobre R27 que é de 3k. Podemos concluir disto,</p><p>que aparentemente o cursor está na massa. Para que</p><p>isto aconteça, somente há uma probabilidade: C7 em</p><p>curto.</p><p>4,5V</p><p>3V</p><p>0V</p><p>Z</p><p>A1</p><p>X</p><p>+18V</p><p>R28</p><p>18kW</p><p>C1</p><p>P25</p><p>R24</p><p>R27</p><p>12k</p><p>1</p><p>3k</p><p>W</p><p>W</p><p>W</p><p>R29</p><p>18kW</p><p>R26</p><p>6kW</p><p>C6</p><p>C7</p><p>http://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico</p><p>http://pt.wikipedia.org/wiki/Indutor</p><p>http://ciencia.hsw.uol.com.br/indutores1.htm</p><p>http://izzychili.com.br/ferramentas/reatancia_indutor.trv?i=1&h=100&f=60</p><p>Pesquisas na internet sobre o tema campo magnético e indutores:</p><p>Atenção: após a leitura e/ou estudo detalhado desta aula, parta para a feitura dos</p><p>blocos de exercícios M2-01 à M2-04. Não prossiga para a aula seguinte sem ter</p><p>certeza que seu resultado nos blocos é acima de 85%. Lembre-se que o verdadeiro</p><p>aprendizado, com retenção das informações desta aula, somente será alcançado com</p><p>todos os exercícios muito bem feitos. Portanto, tenha paciência pois será no dia-a-dia</p><p>da feitura dos blocos alcançará um excelente nível em eletrônica.</p><p>19ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>AULA</p><p>2</p><p>INDUTOR E CAPACITOR</p><p>EM CORRENTE ALTERNADA</p><p>Associação de indutores em série e paralelo</p><p>Capacitores em corrente alternada</p><p>A corrente no capacitor - reatância capacitiva</p><p>INDUTOR EM CORRENTE ALTERNADA</p><p>Vamos fazer um segundo exemplo com um circuito</p><p>similar ao da figura 1, mas alterando a frequência do</p><p>gerador e a indutância da bobina:</p><p>Portanto, o valor da reatância indutiva da bobina L1</p><p>(10mH) num circuito de corrente alternada de</p><p>100Hz, será de 6,3W. Vamos agora calcular a</p><p>corrente “média”, ou seja eficaz (Irms) do circuito.</p><p>Devemos primeiramente lembrar que os indutores,</p><p>bem como os capacitores, não são componentes</p><p>lineares; isso quer dizer que a tensão, a corrente e</p><p>suas resistências (ou reatância) não são</p><p>proporcionais entre si (nem inversamente</p><p>proporcionais), portanto a lei de Ohm não pode ser</p><p>aplicada a estes componentes. Contudo, em</p><p>circuitos “exclusivamente” compostos por</p><p>indutores, sem capacitores e sem resistores, existe</p><p>uma lei básica, derivada da lei de Ohm que pode ser</p><p>aplicada a estes circuitos e somente neste caso,</p><p>trocando a resistência elétrica (R) pela reatância</p><p>indutiva (XL), ficando com a seguinte relação:</p><p>Se a nossa tensão alternada for de baixa frequência</p><p>(60 Hz por exemplo), a bobina funcionará como um</p><p>resistor de baixo valor (de 1 a 100W, dependendo do</p><p>valor da indutância L). Agora para as médias</p><p>frequências (1kHz por exemplo), a bobina</p><p>funcionará como um resistor de médio valor (de 1kW</p><p>a 10kW , dependendo da indutância) e para tensões</p><p>alternadas de alta frequência (1MHz, por exemplo)</p><p>a resistência equivalente será também muito alta.</p><p>Até agora estudamos o indutor em circuitos de</p><p>corrente contínua, onde pudemos concluir, que</p><p>tendo correntes circulantes constantes sem</p><p>nenhuma variação, a reatância indutiva das</p><p>bobinas (indutores) era igual a zero, fazendo com</p><p>que estas bobinas se comportem como um “curto”</p><p>(resistência igual a zero), não gerando quedas de</p><p>tensões sobre essas.</p><p>XL = 2¶fL , portanto a reatância XL dependerá da</p><p>frequência da corrente</p><p>do circuito. Como agora a</p><p>tensão é alternada, isso implica que a reatância</p><p>será diferente de zero e a nossa bobina começará a</p><p>se opor à corrente elétrica como se fosse um</p><p>resistor.</p><p>Na figura 1a, temos um circuito com uma tensão</p><p>alternada de 10Vrms e uma frequência de 100Hz,</p><p>onde está ligada apenas uma bobina de 10mH (mili-</p><p>henry). Como a frequência é baixa podemos</p><p>concluir que a bobina deverá se comportar como</p><p>um resistor de baixo valor; para comprovarmos</p><p>isso, vamos pegar a fórmula da reatância indutiva e</p><p>calcularmos o valor da reatância que irá se opor a</p><p>passagem de corrente:</p><p>Depois de todas estas considerações, podemos</p><p>finalmente calcular a corrente eficaz do circuito da</p><p>figura 1: Irms = Vrms / XL = 10V / 6,3W = 1,6 A</p><p>Voltando à fórmula de reatância indutiva (XL) da</p><p>página 5, teremos:</p><p>Voltamos a lembrar que essa relação vale somente</p><p>para circuitos formado apenas por indutores. Isso</p><p>significa que se nosso indutor (bobina) tiver uma</p><p>resistência elétrica muito grande (devido ao</p><p>material de que ela é construída), ou mesmo se seu</p><p>capacitor “parasita” (devido as espiras paralelas) for</p><p>de valor expressivo, essa fórmula não poderá ser</p><p>aplicada.</p><p>Pronto, já temos agora a corrente eficaz (Irms) do</p><p>circuito da figura 1, que é formado por um gerador</p><p>de tensão senoidal de 10Vrms e 100Hz de</p><p>frequência, que está ligado a uma bobina de 10mH,</p><p>gerará uma corrente alternada de 1,6 A, devido a</p><p>reatância indutiva dessa bobina valer 6,3W para</p><p>essa frequência (100Hz).</p><p>XL = 2¶f L = 2 x 3,1416 x 100 x 0,01 = 6,3W</p><p>Vrms = XL x Irms e Irms = Vrms / XL</p><p>Agora vamos estudar o que ocorre em circuitos</p><p>elétricos com indutores, que estejam submetidos a</p><p>correntes alternadas ou que variam no tempo.</p><p>L1</p><p>10mH</p><p>GERADOR</p><p>10Vrms</p><p>100Hz</p><p>GERADOR</p><p>10Vrms</p><p>100Hz</p><p>XL</p><p>6,3W</p><p>figura 1a figura 1b</p><p>20 ELETRÔNICAINDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Irms = Vrms / XL = 10 / 1.400 = 7,1mA</p><p>XL = 1380W ou XL = 1,4kW.</p><p>XL = 2 p f L = 2 x 3,14 x 1000000 x 0,00022 então:</p><p>ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE</p><p>Na associação em série, teremos vários indutores</p><p>ligados um depois do outro, como mostra a figura 3,</p><p>formando um único indutor equivalente.</p><p>ASSOCIAÇÃO DE INDUTORES</p><p>Neste segundo circuito (figura2), temos do lado</p><p>esquerdo, figura 2a, praticamente o mesmo circuito</p><p>da figura 1a, então podemos substituir a bobina L1</p><p>por sua reatância indutiva XL, que neste caso</p><p>poderá ser calculada como:</p><p>Os indutores (bobinas), em circuitos de corrente</p><p>alternada, farão oposição às variações de corrente</p><p>do circuito de acordo com suas reatâncias</p><p>indutivas, cujos valores dependerão da indutância</p><p>dessas bobinas, e principalmente das frequências</p><p>das correntes que circularão pelas bobinas.</p><p>Já para correntes alternadas ou variáveis de alta</p><p>frequência, a reatância indutiva das bobinas será</p><p>equivalente a resistores de alto valor, fazendo</p><p>grande oposição a passagem das correntes</p><p>elétricas, como pudemos observar no exemplo da</p><p>figura 2.</p><p>Para correntes alternadas ou variáveis de baixa</p><p>frequência, a reatância indutiva das bobinas será</p><p>equivalente a resistores de baixo valor, quase não</p><p>se opondo à passagem das correntes do circuito</p><p>(conforme exemplo da figura 1).</p><p>Nas associações de resistores em série o resistor</p><p>equivalente sempre será igual a soma algébrica</p><p>simples de todos os valores de sua resistências. Na</p><p>associação de resistores em paralelo foi</p><p>demonstrado um método simples de cálculo</p><p>envolvendo dois resistores de cada vez, calculando</p><p>o resistor equivalente a dois resistores em paralelo</p><p>e depois recalculando o próximo resistor paralelo,</p><p>até chegarmos a um único resistor equivalente a</p><p>essa malha paralela, levando sempre em</p><p>consideração a proporção entre os resistores.</p><p>Vimos também que nas malhas de resistores</p><p>paralelos de mesmo valor de resistência, o resistor</p><p>equivalente total dessa malha seria o valor de um</p><p>resistor dividido pelo números de resistores dessa</p><p>malha.</p><p>Portanto, a bobina L1 produzirá uma corrente eficaz</p><p>de 7,1 mA, quando ligada a um gerador de tensão</p><p>alternada de 10Vrms com 1MHz de frequência.</p><p>Na associação de capacitores em paralelo vimos</p><p>que o cálculo do capacitor equivalente seria o</p><p>mesmo para associação de resistores em série,</p><p>fazendo apenas a soma simples dos valores das</p><p>capacitância dos capacitores. Também na</p><p>associação de capacitores em série pudemos fazer</p><p>a mesma comparação com a associação de</p><p>resistores em paralelo, aplicando os mesmos</p><p>cálculos de resistores equivalentes para</p><p>capacitores equivalentes, à partir de dois</p><p>capacitores, até chegarmos a um capacitor</p><p>equivalente para toda a malha série. Pudemos ver</p><p>também uma fórmula para calcular diretamente o</p><p>capacitor equivalente de uma malha série, sem</p><p>precisar calcular de 2 em 2. Essa mesma fórmula</p><p>serve para calcular o resistor equivalente em uma</p><p>malha paralela formada por vários resistores de</p><p>valores diferentes.</p><p>Já na figura 2b temos o circuito da figura 2a,</p><p>substituindo a bobina L1 pela sua reatância XL,</p><p>neste caso também podemos aplicar a fórmula da</p><p>“nova lei de Ohm” para circuitos indutivos,</p><p>considerando que a resistência elétrica da bobina</p><p>L1 seja aproximadamente zero, onde teremos:</p><p>Em certos circuitos, podemos nos deparar com dois</p><p>ou mais indutores ligados juntos, formando um</p><p>único indutor (indutor equivalente), para podermos</p><p>analisar circuitos assim devemos calcular os</p><p>valores desses indutores “equivalentes” em</p><p>associações de vários indutores.</p><p>Caso o aluno queira saber mais detalhes sobre</p><p>circuitos de corrente alternada com indutores e</p><p>capacitores e ou resistores, ele poderá fazer uma</p><p>pesquisa em bibliotecas, ou então procurar na</p><p>internet informações sobre circuitos indutivos em</p><p>correntes alternadas, atraso de sinais e correntes, e</p><p>ainda análise de circuitos RLC.</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Na apostila de Módulo 1, pudemos estudar a</p><p>associação de resistores e também de capacitores.</p><p>Nas associações de indutores, fica claro que os</p><p>métodos de cálculo para achar o indutor</p><p>equivalente serão os mesmos aplicados para</p><p>resistores e capacitores, como mostraremos a</p><p>seguir:</p><p>A associação em série de indutores levará a um</p><p>valor final de indutância maior que o maior valor do</p><p>indutor associado. Isto porque na associação série,</p><p>L1</p><p>220 Hm</p><p>GERADOR</p><p>10Vrms</p><p>1MHz</p><p>GERADOR</p><p>10Vrms</p><p>1MHz</p><p>XL</p><p>1,4kW</p><p>figura 2a figura 2b</p><p>21ELETRÔNICA INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C</p><p>APOSTILA DE ELETROELETRÔNICA MÓDULO - 2</p><p>Para que possamos calcularmos este valor, basta</p><p>somar os valores dos indutores associados e</p><p>chegaremos ao resultado final. Uma analogia pode</p><p>ser feita com o cálculo de resistência equivalente de</p><p>resistores ligados em série. Um exemplo disso pode</p><p>ser visto na figura 3.</p><p>Nesta figura (4) podemos ver L1, L2 e L3 em série</p><p>entre os pontos “A” e “B”. Este método de cálculo</p><p>para encontrar o indutor equivalente na malha série</p><p>é o mesmo utilizado em resistores série, bastando</p><p>somar os valores das indutâncias, ficando então</p><p>com: Leq = L1 + L2 + L3, onde substituindo,</p><p>teremos Leq = 10uH + 22uH + 15uH, resultando Leq</p><p>= 47uH.</p><p>as indutâncias dos indutores associados irão se</p><p>somar.</p><p>Para fixar o método vamos pegar um exemplo de 3</p><p>indutores em série, como mostra a figura 4.</p><p>ASSOCIAÇÃO EM PARALELO</p><p>Nesse tipo de associação, devido a corrente</p><p>circulante pelos indutores estar sendo dividida,</p><p>teremos um resultado de indutância menor que o</p><p>menor valor do indutor em paralelo. Para que</p><p>possamos calcular este valor, façamos o cálculo da</p><p>figura 5 ou utilizamos do mesmo cálculo feitos nas</p><p>associação paralelas dos resistores, vistos na</p><p>apostila de módulo 1.</p><p>Apesar desta fórmula apresentada na figura 5</p><p>fornecer meios para o cálculo de indutores em</p><p>paralelo (já apresentada no módulo1 para cálculos</p><p>de capacitores em série), lembramos que o meio</p><p>mais</p>