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EXERCÍCIOS DE ELETRÔNICA INDUSTRIAL 1. O que são os conversores estáticos de potência e quais são os tipos possíveis (e funções)? Conversor estático é usado para designar genericamente circuitos de eletrônica de potência que controlam o fluxo de potência entre uma fonte de energia elétrica e um consumidor, operando na mudança do valor da tensão elétrica e/ou da forma de onda atual de fonte de energia por meio de uma sequência de comutações de interruptores Estáticos (chaves semicondutoras tais como transistor bipolar, MOSFET, Tiristor, SCR, GTO)... Os circuitos retificadores controlados, circuitos choppers, circuitos inversores e conversores de fase são alguns exemplos de conversores estáticos. 2. O que é um: a) chopper (ou pulsador); b) retificador com diodo (ou retificador “não controlado”); c) inversor; d) controlador de tensão CA; e) retificador controlado; f) gradador ou cicloconversor; g) chave estática? a) É um conversor estático que tem como função converter uma tensão CC em outra CC, porém variável e menor que a tensão de entrada. O chaveamento é feito por um tiristor que “corta” a tensão sobre o circuito, onde a tensão média (Vout) será menor que a tensão de entrada (Vin). b) É um conversor estático que permite que uma tensão ou corrente alternada seja constante, ou seja, transformada em contínua. c) É um tipo de conversor estático que converte um sinal elétrico CC em um sinal elétrico CA. d) É um dispositivo formado por semicondutores que tem por finalidade a manutenção da tensão de saída de um circuito elétrico. Sua função principal é manter a tensão produzida dentro dos limites exigidos pela carga. e) São similares aos retificadores com diodo, porém como usam tiristores permitem a manipulação da tensão em sua saída em função do ângulo de disparo. Varia-se o ângulo de disparo de tiristores, deslocando no tempo o pulso de disparo enviado ao gate. f) Os gradadores são conversores estáticos destinados a variar o valor eficaz de uma tensão alternada. Caracterizam-se por colocarem a carga em contato direto com a fonte, sem tratamento intermediário de energia. São utilizados em controle de luminosidade, temperatura, velocidade e limitação de corrente de partida de motores de indução. g) A chave estática (ou relé a estado sólido) tem a finalidade de chavear cargas elétricas, como substituta direta da contatora. Ao receber um sinal em sua entrada, a chave estática conduz a tensão alternada sobre a carga, ao retirarmos o sinal de sua entrada, a chave estática cessa a condução da tensão sobre a carga. 3. Supondo que a Figura 1 representa um conversor BUCK com frequência de chaveamento igual a 10kHz, razão cíclica de 50%, E=100V, tc=50us, R=1Ω, L=4mH e Ec=40V. Calcular: a) Tensão média de saída Vo. b) Tensão de pico no diodo de roda livre. c) Corrente de saída Io. d) Potência média transferida a carga. e) Potência média consumida no resistor. f) Potência média consumida na fonte Ec. Solução. d) e) g) 4. O conversor Boost apresentado na Figura 2, opera em condução contínua com f = 100kHz. A ondulação da tensão de saída e de 1% da tensão media aplicada a carga. Imaginando que o conversor esteja operando com D = 0,75, com: E=100V, L=1mH, e Ro=200Ω. Determinar: a) O valor da tensão media Eo. b) A ondulação de corrente no indutor ΔIL. c) A corrente média no diodo. d) A potência consumida na carg. e) A corrente média da fonte E. Solução: