Relatório TRIAC DIMMER

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Relatório – TRIAC: Desenvolvendo um DIMMER 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Laboratório de Eletrônica de Potência 
Prof. Ms Rocha 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
 O controle eficiente da luminosidade de uma lâmpada incandescente, da 
temperatura de uma estufa, secador de cabelos ou de algum eletrodoméstico, e 
finalmente o controle de velocidade de uma ferramenta ou eletrodoméstico que tenha 
motor só pode ser feito com o uso de um bom dimmer. 
 Para fazer um dimmer utiliza-se um DIAC e um TRIAC, juntamente com um 
circuito RC. 
 O princípio de funcionamento deste circuito é o controle do ângulo de 
condução de um Triac. 
Disparando-o em diversos pontos do sinal senoidal da rede de energia é 
possível aplicar a uma carga potências diferentes. Assim, se o disparo for feito no início 
do semiciclo todo ele pode ser conduzido para a carga e ela receberá maior potência. 
No entanto, se o disparo for feito no final do semiciclo pequena parcela da energia 
será conduzida até a carga que operará com potência reduzida. 
 
 Para obter o disparo do TRIAC em diversos pontos dos semiciclos da energia da 
rede o que fazemos é usar uma rede RC de retardo onde R é variável. 
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
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 Com a resistência na sua posição de valor máximo o tempo de carga de 
capacitor até o disparo do DIAC é maior. Nestas condições dá tempo para uma parcela 
maior do semiciclo da energia da rede passar e o disparo só ocorre no seu final. Com a 
resistência na posição de mínimo a carga do capacitor é rápida e o disparo do DIAC 
ocorre no início do semiciclo. Temos a condição de máxima potência aplicada à carga. 
 
 Entre os pontos de máximo e de mínimo pode-se variar linearmente a potência 
aplicada à carga com um controle total da mesma.Uma característica importante do 
circuito, que é importante quando ele é usado para controlar motores é que sendo o 
controle feito pela parcela do semiciclo aplicado e não pela sua tensão, o torque se 
mantém mesmo em baixas velocidades. 
2. OBJETIVO 
 
 O objetivo dessa prática foi analisar o comportamento dos circuitos que 
utilizam TIRISTORES, especificamente o TRIAC 
 
 
 
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
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3. MATERIAIS UTILIZADOS 
 
 Matriz de contatos; 
 Multímetro; 
 Fios, alicate de bico; 
 Resistor: 10 k  / 2 W; 
 TRIAC 226 
 1 DIAC BT3 
 1 Capacitor de Poliéster de 274 nF – 250 Volts 
 1 Capacitor de Poliéster de 1 uF – 250 Volts 
 1 Potenciômetro de 10 K; 
 1 Lâmpada ou um pequeno motor de 127 Volts AC p/ testes 
4. CALCULO DO Τ 
 
Define-se τ como o tempo em que o triac dispara. Disparando-o em diversos pontos do 
sinal senoidal da rede de energia é possível aplicar a uma determinada carga potências 
diferentes como já dito anteriormente. Os valores abaixo demonstram o instante de 
tempo em que o dispositivo atuou. 
 
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
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 O Período da senóide é (1/60) que resulta em um intervalo de tempo de 
0.016s, portanto para meia onda temos esse intervalo divido por dois, chegamos a 
0,008 s. 
 Calculamos enfim a reatância capacitiva para um circuito RC que varia entre o 
valor tempo de 0 a 0,008 segundos, foi considerado, para que se obtivesse uma 
varredura total da senoide ou seja, aproveitamento máximo da potência, um capacitor 
de 247nF. 
 
 
 
 
 
 
 Ω 
 
Calculo de Z (impedância) e de τ para Rmin=10KΩ : 
 
 √ 
τ 
τ
 
 
 
Calculo de Z (impedância) e de τ para Rmin=20KΩ : 
 
 √ 
τ 
τ
 
 
 
Sendo assim, conclui-se que os valores 0,001907 e 0,003044 são os intervalos de 
tempo que o triac dispara, perto do inicio da forma senoidal. Haja vista que para os 
valores apresentados observa-se que o aproveitamento da potência é quase máximo. 
Estatisticamente falando, para resistência igual a 10kΩ tem-se uma proeminência de 
aproximadamente 76% do valor total da potência. Para 20kΩ tem-se 62,5%. Figura 
abaixo explica melhor esse rendimento. 
 
 
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
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5. PRÁTICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Montamos o circuito do Dimmer na FESTO conforme diagrama acima, e utilizando o 
capacitor de 274nF, e um Potenciômetro de 10K obtivemos: 
 
VARIAC 
(RMS) 
CAPACITOR 
(nf) 
POTENCIÔMETRO 
(kΩ) 
TENSÃO 
DIAC 
(RMS) 
TENSÃO 
DIAC(PICO)* 
CARACTERISTICAS 
LÂMPADA 
47,1 274 
RESISTENCIA TOTAL 
10,44 kΩ 
18,3 25,88 
Acessa, intensidade 
luminosa bem fraca. 
50,1 274 
RESISTENCIA TOTAL 
10,44 kΩ 
19,85 28,07 
Acessa, intensidade 
luminosa maior que 
antes, porem ainda 
fraca. 
*Os valores de pico são referente ao produto da tensão RMS multiplicado por raiz de 2. 
 
 A seguir, para conseguirmos maior variação do ângulo de disparo, retiramos o 
Potenciômetro de 10K , e usamos o potenciômetro do Simulador da FESTO que é de 
500K, pois quanto maior a resistência, maior o tempo de atraso no capacitor, e maio o 
ângulo de disparo. 
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
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 Variando-se a tensão aplicada no circuito, a resistência no potenciômetro em 
cada situação, aferiu-se os seguintes resultados: 
 
VARIAC 
(RMS) 
CAPACITOR 
(nf) 
POTENCIÔMETRO 
(kΩ) 
TENSÃO 
DIAC (RMS) 
CARACTERISTICAS 
LÂMPADA 
47,1 274 
Resistência 
Máxima (490KΩ) 
1,13V A lâmpada não acendeu 
Resistência 
Mínima (0Ω) 
21,3V Acendeu Fraca 
50,1 274 
Resistência 
Máxima (490KΩ) 
1,15V A lâmpada não acendeu 
Resistência 
Mínima (0Ω) 
23,1V Acendeu Fraca 
 
 Após a coleta dos dados acima mencionados, regulamos o VARIAC de 80,1 até 
100V*, e observamos o “controle” da luminosidade à medida em que variamos o 
potenciômetro. 
 
 
 
 
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
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VARIAC 
(RMS) 
CAPACITOR 
(nf) 
POTENCIÔMETRO 
(kΩ) 
TENSÃO 
DIAC 
(RMS) 
TENSÃO 
NA 
LÂMPADA 
CARACTERISTICAS 
LÂMPADA 
80,1 V 274 
Resistência 
Máxima (490KΩ) 
1,94V 0V Lâmpada apagada 
Resistência 
Mínima (0Ω) 
22,9V 61,8V 
Lâmpada acesa com 
48,66% de 
intensidade 
90 V 274 
Resistência 
Máxima (490KΩ) 
2,11V 0V Lâmpada apagada 
Resistência 
Mínima (0Ω) 
22,5V 71,3V 
Lâmpada acesa com 
56,14% de 
intensidade 
100 V 274 
Resistência 
Máxima (490KΩ) 
2,31V 0V Lâmpada apagada 
Resistência 
Mínima (0Ω) 
24,0V 81,7V 
Lâmpada acesa com 
64,33% de 
intensidade 
*No roteiro pede que regule o VARIAC para 127V, entretanto não foi possível chegar a esse valor pois o 
resistor não aguentaria. 
 
 Em seguida, foi trocado o capacitor de 274nF por um de 1uF de poliéster, e 
novamente observamos o “controle” da luminosidade à medida em que variamos o 
potenciômetro. 
 
VARIAC 
(RMS) 
CAPACITOR 
(nf) 
POTENCIÔMETRO 
(kΩ) 
TENSÃO 
DIAC 
(RMS) 
TENSÃO 
NA 
LÂMPADA 
CARACTERISTICAS 
LÂMPADA 
80,3 V 1uF 
Resistência 
Máxima (490KΩ) 
4,13V 0V Lâmpada apagada 
Resistência 
Mínima (0Ω) 
24,0V 70,5V 
Lâmpada acesa com 
55,51% de 
intensidade 
90,1 V 1uF 
Resistência 
Máxima (490KΩ) 
6,64V 0V Lâmpada apagada 
Resistência 
Mínima (0Ω) 
24,3V 79,8V 
Lâmpada acesa com 
62,83% deintensidade 
100,1 V 1uF 
Resistência 
Máxima (490KΩ) 
5,22V 0V Lâmpada apagada 
Resistência 
Mínima (0Ω) 
24,0V 91,4V 
Lâmpada acesa com 
71,96% de 
intensidade 
 
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
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 Para finalizarmos a prática, retiramos o DIAC do circuito e colocamos um fio no 
lugar, ligando direto o Gate do TRIAC. Então, regulamos o VARIAC de 80,1 até 100V, e 
observamos o “controle” da luminosidade à medida em que variamos o 
potenciômetro: 
 
VARIAC 
(RMS) 
CAPACITOR 
(nf) 
POTENCIÔMETRO 
(kΩ) 
TENSÃO 
NA 
LÂMPADA 
CARACTERISTICAS 
LÂMPADA 
80 V 1uF 
Resistência 
Máxima (490KΩ) 
0V Lâmpada apagada 
Resistência 
Mínima (0Ω) 
75,7V 
Lâmpada acesa com 
59,60% de 
intensidade 
90,1 V 1uF 
Resistência 
Máxima (490KΩ) 
0V Lâmpada apagada 
Resistência 
Mínima (0Ω) 
86,3V 
Lâmpada acesa com 
67,95% de 
intensidade 
100 V 1uF 
Resistência 
Máxima (490KΩ) 
0V Lâmpada apagada 
Resistência 
Mínima (0Ω) 
97,2V 
Lâmpada acesa com 
76,53% de 
intensidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
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6. FOTOS DA PRÁTICA 
 
 
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
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7. EXERCÍCIOS TEÓRICOS 
 
 
Analisando o circuito, observamos claramente que se trata de um circuito 
dimmer em que o potenciômetro possui a função de regular a o valor da resistência 
(em consequência a intensidade da luz, no caso LDR). Os componentes X1 e X2 são 
respectivamente Triac e Diac. Na ausência de luz o LDR tem seu valor de resistência 
máximo o que dificulta o acionamento da carga. Alternativa A. 
 
 
 Utilizando uma resistência em série com o capacitor é possível controlar o 
tempo de carga deste capacitor. 
 Sendo T=R.C, onde T é a constante de carga em segundos, R a resistência em 
série dada em Ohms, e C a capacitância em Farads. 
 Desta forma o que estaremos fazendo é controlar o ângulo de condução para 
disparo de TRIAC, disparando-o em diversos pontos do sinal senoidal da rede elética. 
Assim, se o disparo for feito no início do semiciclo, todo ele (o semiciclo de potencia) 
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poderá ser conduzido para a carga, e ela receberá potencia máxima. Entretanto, se o 
disparo ocorrer no final do semiciclo, pequena parcela da energia será conduzida até a 
carga, que operará com potência reduzida.