Relatório 2 - CIRCUITOS LIMITADORES DE TENSÃO Corrigido

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NOMES: 
AMANDA CASSIOLATO BARALDI RA: 140498 
MARCUS WINICIUS DE OLIVEIRA RA: 141645 
ROGER NUNES DO NASCIMENTO RA: 141421 
TURMA: LA1PEN3/9438 
DATA DA EXPERIÊNCIA: 24/08/2015 
DATA DA ENTREGA: 31/08/2015 
 
2. CIRCUITOS LIMITADORES DE TENSÃO COM DIODOS 
 
2.1 OBJETIVOS 
 Familiarização do aluno com circuitos limitadores de tensão; 
 Obtenção da característica de transferência desses circuitos; 
 Verificação da forma de onda da tensão de saída produzida por esses 
circuitos. 
 
2.2 INTRODUÇÃO 
 Circuitos limitadores ou também chamados de circuitos ceifadores de 
tensão, são circuitos com diodos e outros dispositivos que limitam a tensão em 
um valor máximo pré-estabelecido. 
 Neste experimento serão ensaiados dois circuitos limitadores para 
obtenção da característica de transferência 
VoxVi
 e a partir dessa característica 
a forma de onda da tensão de saída para uma entrada conhecida. 
 
2.2.1 Análise Dos Circuitos 
 
 A figura 2.1 mostra um circuito limitador positivo de tensão. 
 
Figura 2.1 - Circuito limitador positivo de tensão 
 
 Considerando o diodo como ideal, se a tensão aplicada à entrada é 
negativa, o diodo estará reversamente polarizado, funcionando como uma chave 
aberta. A tensão de saída 
Vo
 nessa condição será igual à tensão de entrada 
Vi
. 
 Se a tensão de entrada 
Vi
 é positiva, menor ou igual a 
Vref
, o diodo 
permanece polarizado reversamente e, portanto a tensão de saída 
Vo
 será igual 
a 
Vi
. 
 Com a tensão de entrada 
Vi
 positiva e maior que 
Vref
, o diodo ficará 
diretamente polarizado comportando-se como uma chave fechada, fazendo com 
que a tensão de saída 
Vo
 fique limitada ao valor de 
Vref
. 
 A característica de transferência é mostrada na figura 2.2, assim como a 
forma de onda da tensão de saída considerando uma tensão de entrada senoidal 
com 
VrefVmáx 
. 
 
Figura 2.2 - Característica de transferência positiva 
 
 
 A figura 2.3 mostra um circuito limitador negativo de tensão. 
 
Figura 2.3 - Circuito limitador negativo de tensão 
 
 Invertendo a polaridade da tensão da fonte 
Vref
, se a tensão aplicada à 
entrada é positiva ou zero, o diodo permanecerá diretamente polarizado, 
funcionando como uma chave fechada. A tensão de saída 
Vo
 nessa condição 
será igual à tensão da fonte 
Vref
. 
 Se a tensão de entrada 
Vi
 é negativa menor ou igual a 
Vref
, o diodo 
permanece polarizado diretamente, portanto a tensão de saída 
Vo
 é igual a 
Vref
. 
 Com a tensão de entrada 
Vi
 negativa e maior que 
Vref
, o diodo ficará 
reversamente polarizado comportando-se como uma chave aberta, fazendo com 
que a tensão de saída 
Vo
 seja igual a 
Vi
. 
 A característica de transferência é mostrada na figura 2.4, assim como a 
forma de onda da tensão de saída considerando uma tensão de entrada senoidal 
com 
VrefVmáx 
. 
 
Figura 2.4 - Característica de transferência negativa 
 
 
2.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
2.3.1 Materiais Necessários 
 
1 multilab; 
1 osciloscópio de dois canais; 
2 pontas de prova; 
1 placa experimental nº1; 
4 cabos de ligação banana-bananinha. 
2.3.2 Circuito 1 
 
1-Monte o circuito descrito na figura 2.5 no multilab, conectando os pontos em 
J3, a fonte CC ajustável, ajustada em 1 volt. 
 
Figura 2.5 - Layout diodo da placa experimental nº1 
 
2-Conecte através de cabos de ligação os pontos de entrada J1 e J2 à fonte CA 
ajustável, ajustada em 10 volts eficazes (RMS). 
3-Com o tempo do osciloscópio desligado, conecte as pontas de prova x ao 
ponto J1 e a ponta de prova y ao ponto J5. A garra de referência do osciloscópio 
deverá ser ligada ao ponto J7. 
4-Obtenha a característica de transferência do circuito. Copie a característica. 
 
Figura 2.6 – Característica de transferência do circuito 1 
 
 
5-Ligue o tempo do osciloscópio, observe e copie a forma de onda do sinal de 
entrada e saída. 
Figura 2.7 – Forma de onda do sinal de entrada e saída do circuito 1 
 
 
2.3.3 Circuito 2 
 
1-Inverta a polaridade da fonte de tensão CC no multilab. 
2-Com o tempo do osciloscópio desligado, conecte as pontas de prova x ao 
ponto J1 e a ponta de prova y ao ponto J5. A garra de referência do osciloscópio 
deverá ser ligada ao ponto J7. 
3-Obtenha a característica de transferência do circuito. Copie a característica. 
 
Figura 2.8 – Característica de transferência do circuito 2 
 
4-Ligue o tempo do osciloscópio, observe e copie a forma de onda do sinal de 
entrada e saída. 
 
Figura 2.9 – Forma de onda do sinal de entrada e saída do circuito 2 
 
 
2.3.4 Perguntas 
a) Desenhe a forma de onda no tempo da saída do primeiro limitador com Vref 
de 5V, caso seja aplicada na entrada uma onda triangular CA simétrica com 24 
Vpp 
 
Figura 2.10 – Forma de onda no tempo para a onda triangular 
 
 
b) Desenhe as curvas de transferência dos dois circuitos do experimento caso o 
diodo seja invertido no circuito. 
Figura 2.11 – Curva de transferência caso o diodo seja invertido no circuito 1 
 
 
Figura 2.12 – Curva de transferência caso o diodo seja invertido no circuito 2 
 
 
c) Dê exemplos de possíveis aplicações para circuitos limitadores de tensão: 
 
Os circuitos limitadores de tensão podem ser aplicados na limitação de 
amplitudes excessivas, na formação de ondas, no controle da quantidade de 
potência entregue a uma carga, em sistemas de processamentos de sinais e 
em proteção contra sobretensões. 
Luiz Fernando Vieira
Luiz Fernando Vieira
 
d) Faça a conclusão sobre o experimento: 
 
Os circuitos ceifadores, ou limitadores de tensão, são aqueles que 
eliminam parte de uma onda e deixam passar somente o sinal que ocorre acima 
ou abaixo de um determinado nível de tensão ou de corrente, podendo ser 
negativo, positivo e ambos. Em outras palavras, o diodo atua com a autonomia 
de permitir a saída total da tensão de entrada, ou reter essa tensão através da 
tensão de referência e permitir a passagem apenas dessa referência como 
tensão de saída. 
Através do experimento realizado com diodos, observou-se o 
comportamento de um circuito limitador, que varia de acordo com a polarização 
do diodo e a tensão aplicada na entrada, além da tensão de referência do 
circuito, que influenciam na tensão de saída. 
Com os resultados obtidos, principalmente por meio das curvas 
características (análise gráfica), foi possível compreender esta específica 
aplicação dos diodos como limitador de tensão.