relatorio 3 Anderson Gaspar

Prévia do material em texto

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA 
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA 
CURSO DE ENGENHARIA DE TELECOMUNICAÇÕES 
 
 
 
 
 
 
Engenharia de Telecomunicações 
Eletrônica Analógica 1 
 
 
 
Laboratório 3:  
RETIFICADOR DE MEIA ONDA 
 
RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA 
 
RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA 
COM FILTRO CAPACITIVO 
 
 
 
Anderson Gaspar de Medeiros 
 
 
São José, 25 de Maio de 2016 
 
 
Aula de Laboratório:  ​RETIFICADOR DE MEIA ONDA 
 
I ­ ​PRÁTICA   
 
I.1 ­ ​Dado o circuito retificador da figura abaixo, calcule as variáveis solicitadas: 
Dados:  V​2ef     ​= 9 V 
R​L ​    =   150 Ω 5 W 
 
Cálculos:  V​2p ​   =  12,73 V V​Op ​ = 12,03 V  V​Omd ​ = 3,83 V 
I​Dmed ​ =   25,53 mA I​Op ​    =  80,2 mA  
 
   
 
 
Fig. 1 – Retificadro de meia onda  Fig. 2 – Retificador de meia onda com resistor para 
medição de corrente 
 
I.2 – ​Monte, inicialmente, o circuito da Figura 1 em uma matriz de contatos. 
 
 
I.3 – ​Utilizando os dois canais do osciloscópio meça e copie na Figura 3 abaixo as formas de onda indicadas. Mostre 
nos gráficos os valores máximos e mínimos dos sinais. Monte o circuito da Figura 2 e desenhe as formas solicitadas na 
Figura 4. Indique nos gráficos as escalas utilizadas no osciloscópio. 
 
Canal 1: Tensão no secundário do transformador 
Canal 2: Tensão na carga 
 
Canal 1: Corrente no diodo 
Canal 2: Tensão no diodo 
Fig. 3 ­  Tensão no secundário do transformador e na 
carga.  Fig. 4 ­ Tensão e corrente no diodo. 
 
I.4 – ​Meça com o osciloscópio o valor médio da tensão de saída e o valor eficaz no secundário do transformador: 
 
V​Omd  ​= 3,54 V  V​2ef  ​= 8,69 V  
 
 
 
 
 
 
I.5 – ​Apresente também no relatório de laboratório as equações e os cálculos utilizados no desenvolvimento  
do item I.1. 
 
Cálculos: 
V​2p ​ =  V​2ef​ . ​√​ 2 = 
V​2p ​ = 12 . ​√​ 2 =  
V​2p ​ = 12,73 V 
V​op​ =  V​2p ​ ­ V​D ​=  
V​op​ = 12,73 – 0,7 =  
V​op​ = 12,03 V 
V​omd ​= V​op ​/ ​π =  
V​omd ​= ​12,03 / π  =  
V​omd ​= ​3,83 V 
I​Dmd ​= I​omd ​= V​omd ​/ R​L 
=  
I​omd ​= 3,83 / 150 =  
I​omd ​= 25,53 mA 
I​op​ = V​op​ / R​L ​=  
I​op​ = 12,03 / 150 =  
I​op​ = 80,2 mA 
 
I.6 – ​Apresente a dedução da equação abaixo: 
 
 
 
Aula de Laboratório:  ​RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA 
I ­ ​PRÁTICA   
 
I.1 ­ ​Dado o circuito retificador da figura abaixo, calcule as variáveis solicitadas: 
 
Dados:  V​2ef ​ = 9 V 
R​L ​   =   150 Ω  5 W 
 
Cálculos:  V​2p    ​ =   12,73 V V​Op ​ = 11,33 V  V​Omd ​ = 7,21 V 
I​Dmed ​ =   24,03 mA I​Op ​   =   75,53 mA  
 
   
Fig. 1 – Retificador de onda completa em ponte. 
 
I.2 – ​Monte o circuito da figura anterior em uma matriz de contatos. 
I.3 – ​Utilizando os dois canais do osciloscópio meça e copie nas figuras abaixo as formas de onda da tensão indicadas. 
Mostre nos gráficos os valores de pico, indicando também as escalas utilizadas no osciloscópio. 
 
Tensão na carga 
Fig.1 ­ Tensão na carga 
 
Tensão no secundário do transformador 
Fig.2 ­ Tensão no secundário do transformador e na carga. 
 
                          Canal 1: Tensão no diodo D2 
Canal 2: Tensão no secundário do transformador 
Fig.3 ­ Tensão no secundário do transformador e no diodo 
D2 
 
 
 
 
 
 
 
   
I.4 – ​Meça com o osciloscópio o valor médio da tensão de saída e o valor eficaz no secundário do transformador: 
 
V​Omd  ​= 6,21 V  V​2ef  ​= 8,47 V  
 
 
I.5 – ​Apresente também no relatório de laboratório as equações e os cálculos utilizados no desenvolvimento  
do item I.1. 
 
Cálculos: 
 
V​2p ​ =  V​2ef​ . ​√​ 2  
V​2p ​ =  12 . ​√​ 2  
V​2p ​ =  12,73 V 
 
V​op​ =  V​2p ​ ­ 2V​D  
V​op​ = 12,73 ­1,4  
V​op​ = 11,33 V 
V​omd ​= 2V​op ​/ ​π  
V​omd ​= ​22,66 / π  
V​omd ​=​ 7,21 V 
I​omd ​= V​omd ​/ R​L   
I​omd ​= 7,21 / 150  
I​omd ​= 48,07 mA 
I​dmd​ = I​omd​ / 2 =  
I​dmd​ = 48,07 m / 2  
I​dmd​ = 24,03 mA 
I​op​ = V​op​ / R​L  
I​op​ =  11,33 / 150  
I​op​ = 75,53 mA 
 
I.6 – ​Apresente a dedução da equação abaixo: 
 
 
 
 
Aula de Laboratório:  ​RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA 
COM FILTRO CAPACITIVO 
 
 
I ­ ​PRÁTICA   
 
I.1 ­ ​Dado o circuito retificador da figura abaixo, calcule as variáveis solicitadas (desconsidere o resistor ​shunt​ de 1Ω): 
 
Dados:  V​2ef ​ = 9 V 
R​L ​ =   120  Ω   5  W ,  C = 1000 uF 
 
Cálculos:  V​2p ​ =   12,73 V V​Op ​ = 11,33 V  V​r ​ = 759,73 mV 
V​Omd ​ = 10,94 V  I​Op ​ =  94,33 mA I​Dp ​ = 3,33 A 
 
     
 
 
I.2 – ​Inicialmente sem o resistor de 1 Ω, monte o circuito da figura anterior em uma matriz de contatos. Se o circuito 
estiver funcionando de maneira adequada, acrescente o resistor de 1 Ω ao mesmo conforme indicado na Figura 1 
 
   
 
 
 
I.3 – ​Utilizando os dois canais do osciloscópio meça e copie nas figuras abaixo as formas de onda indicadas. Mostre 
nos gráficos os valores de pico, indicando também as escalas utilizadas no osciloscópio 
 
Tensão no secundário do transformador 
 
 
 
 
Tensão na carga 
Fig. 2 ­ Tensão no secundário do transformador e na 
carga. 
        ​Canal 1: Corrente no diodo D2 
Canal 2: Tensão no secundário da fonte 
Fig. 3 ­ Tensão no secundário do transformador e no resistor 
           de 1Ω (imagem da corrente no diodo D2) . 
 
I.4 – ​Meça com o osciloscópio o valor médio da tensão de saída: 
 
V​Omd  ​= 9,06 V 
 
I.5 – ​Altere os valores dos componentes segundo a tabela abaixo e meça com o osciloscópio as variáveis indicadas. 
 
Tabela 1  ­  Medições para diferentes valores da carga e do capacitor do filtro.  
 
Variável 
R​L​ = 120   
C = 1.000 F 
R​L​ = 68   
C = 1.000 F 
R​L​ = 120   
C = 220 F 
V​Op  10,00 V  10,00 V  10,00 V 
V​Omd  9,81 V  9,17 V  9,33 V 
V​r  680 mV  920 mV  2,12 V 
I​Dp  260 mA  424 mA  332 mA 
D​Tcond  2,8 ms  3,12 ms  3,36 ms 
 
 
 
 
 
II – QUESTÔES TEÓRICAS 
II.1 – Apresente todos os cálculos de V​r ​, V​Omd, ​I​Op ​ e I​Dp ​ para cada uma das condições de carga e capacitor da Tabela 1. 
 
1ª Coluna da Tabela 1: 
 
Dados: F = 60 Hz ; V​op​ = 11,33 V ;  
C = 1000 uF ; R​L​ = 120 ohms 
 
V​r​ = 2V​op​ / (1 + 4 . F . C ​. ​ R​L​) 
V​r ​= 22,66 / 29,8 = 760,40 mV 
 
 
V​omd​ = V​r ​. 2 . F . C . R​L  
V​omd​ =  
760,40 m . 2 . 60 . 1000 u . 120 = 10,95 
V 
 
I​op​ = V​op​ / R​L 
I​op​ = 11,33 / 120 = 94,42 mA  
 
I​DP​ = I​op​ . (1 + 2π . ​√ (2V​op​ / V​r​)  
I​DP​ =  
94,42 m . (1 + ​2π . ​√ (22,66 / 760,40 m) 
I​DP​ = 3,33 A  
 
2ª Coluna da Tabela 1: 
 
Dados: F = 60 Hz ; V​op​ = 11,33 V ;  
C = 1000 uF ; R​L​ = 68 ohms 
 
V​r​ = 2V​op​ / (1 + 4 . F . C ​. ​ R​L​) 
V​r ​= 22,66 / 17,32 = 1,31 V 
 
 
V​omd​ = V​r ​. 2 . F . C . R​L  
V​omd​ = 1,31 . 2 . 60 . 1000 u . 68 =  
V​omd​ = 10,69 V 
 
I​op​ = V​op​ / R​L 
I​op​ = 11,33 / 68 = 166,62 mA  
 
I​DP​ = I​op​ . (1 + 2π . ​√ (2V​op​ / V​r​)  
I​DP​ =  
166,62 m . (1 + ​2π . ​√ (22,66 / 1,31) =  
I​DP​ = 4,52 A 
3ª Coluna da Tabela 1: 
 
Dados: F = 60 Hz ; V​op​ = 11,33 V ;  
C = 220 uF ; R​L​ = 120 ohms 
 
V​r​ = 2V​op​ / (1 + 4 . F . C ​. ​ R​L​) 
V​r ​= 22,66 / 6,3 = 3,60 V 
 
 
V​omd​ = V​r ​. 2 . F . C . R​L  
V​omd​ = 3,60 . 2 . 60 . 220 u . 120 = 11,40 
V 
 
I​op​ = V​op​ / R​L 
I​op​ = 11,33 / 120 = 94,42 mA  
 
I​DP​ = I​op​ . (1 + 2π . ​√ (2V​op​ / V​r​)  
I​DP​ =  
94,42 m . (1 + ​2π . ​√ (22,66 / 3,60) =  
I​DP​ = 1,58 A  
 
II.2 – Compare os resultados dos cálculos da questão anterior com os obtidos nas medições. 
 
A desigualdade entre os resultados presumidos com relação aos adquiridos nas medições se dá, essencialmente, pelo 
fato de “ignoramos” algumas resistẽncias “internas” do membros,como exemplo, o transformador, que possui vários fios 
enrolados, o que resulta em uma resistência significativa, alterando notavelmente os valores. Além de utilizarmos 
arrendamentos e também devemos levar em consideração a imprecisão dos dispositivos e componentes. 
 
 
II.3 – Comente o efeito da variação da carga e da capacitância em cada uma das variáveis medidas na Tabela 1. 
 
A alternância do capacitor de 1000 uF para 220 uF ocasionou num valor Vr muito alto, em virtude de à capacitância do 
capacitor de 200 uF ser menor, pois desta forma o mesmo se descarrega mais depressa, fazendo com que a tensão na 
carga vá ser inferior em que comparada com o capacitor de 1000 uF até que ocorra um novo pico de tensão do 
transformador e eleve de novo a tensão no capacitor e na carga. Em compensação, quanto maior a capacitância, maior 
também será o tempo de condução do Capacitor. Em relação ao resistor, quanto menor for o sua grandeza, maior será 
a corrente na carga e consequentemente, maior também serão a tensão de ripple e a corrente de pico no diodo, além 
de a tensão média na carga ser menor quando comparado com a utilização de um resistor de maior valor.  
 
 
 
 
II.4 – Comente o que ocorreria com a tensão na saída se a resistência da carga fosse infinita. 
 
 
Se a resistência na carga fosse infinita, a corrente passaria toda pelo capacitor e o mesmo ficaria sempre carregado, 
pois não haveria carga para consumir a tensão do capacitor. Como a carga está em paralelo com o capacitor, sua 
tensão seria igual à do capacitor, que por sua vez é a tensão V​op​. Portanto, neste caso, V​RL​ = 11,33 V. 
 
Formulário: 
 
V​r​ = V​omd ​/ 2 . F . C . R​L  ​<==> ​V​omd​ = V​r ​. 2 . F . C . R​L  
V​omd ​= V​op​ – V​r​ / 2 
V​op –​ V​r​ / 2 = V​r ​. 2 . F . C . R​L 
2V​op –​ V​r ​= 4 . V​r​ . F . C . R​L 
­ V​r​ = 4 . V​r​ . F . C . R​L​ – 2V​op 
V​r  ​+ 4 . V​r ​ . F . C . R​L ​= 2V​op  
V​r  ​. (1 + 4 . F . C . R​L​) = 2V​op  
V​r​ = 2V​op​ / (1 + 4 . F . C ​. ​ R​L​) 
 
I​DP​ = I​op​ . (1 + 2​π . ​√ (2V​op​ / V​r​)  
 
I​op​ = V​op​ / R​L