Eletrônica de Potência - Lista 2

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Lista 2 
 
1. No circuito da figura 1, L=0mH, VS=220Vrms, f=60Hz, e R=10Ω. Determine: 
 
(a) o ângulo de condução do diodo; 
(b) as tensões média e eficaz na carga; 
(c) as correntes média e eficaz na carga, e 
(d) o fator de potência na fonte. 
(e) Se a fonte for formada por um transformador isolador, qual será o fator de 
potência no primário. 
 
2. Repita o exercício 1 para R=10Ω e L=300mH. 
 
3. No circuito da figura 1, VS=220Vrms, f=60Hz, a tensão média aplicada sobre a carga 
é de 60V e a corrente média é de 3A. Sabendo que o ângulo da impedância é φ=60o. 
Determine: 
 
(a) o ângulo de condução do diodo; 
(b) os valores de R e L; 
(c) a corrente eficaz na carga, e 
(d) o fator de potência na fonte. 
(e) Se a fonte for formada por um transformador isolador, qual será o fator de 
potência no primário. 
 
4. No circuito da figura 2, R=1Ω, o ângulo da impedância da carga é φ=75o, 
VS=127Vrms, f=60Hz. Determine: 
 
(a) as correntes média e eficaz na carga; 
(b) se a condução é contínua ou descontínua; 
(c) as correntes nos instantes de comutação dos diodos (em regime) e 
(d) o fator de ondulação da corrente e da tensão na carga. 
 
5. Se no exercício anterior o ângulo da impedância da carga for alterado para φ=15o, a 
condução será contínua ou descontínua? 
 
6. No circuito da figura 2, L é grande o suficiente para considerarmos a corrente na 
carga livre de ondulações. Para VS=220Vrms, f=60Hz e R=10Ω, determine: 
 
(a) as tensões média e eficaz na carga; 
(b) as correntes média e eficaz na carga; 
(c) as correntes média e eficaz nos diodos e 
(d) o fator de potência na fonte. 
 
 
 
7. Desenhe as formas de onda da tensão e da corrente de carga para os circuitos dos 
exercícios 1, 2, 3, 4, 5 e 6. 
 
8. Para o retificador de meia-onda a diodo da figura 1 com uma resistência de carga 
qualquer, L=0mH e qualquer tensão de fonte, calcule: 
 
(a) o fator de crista da corrente na fonte; 
(b) as potências ativa, reativa e aparente na fonte; 
(c) o fator de potência na fonte; 
(d) a razão de retificação do retificador; 
(e) o valor AC da tensão na carga; 
(f) o fator de forma da tensão na carga e 
(g) o fator de ondulação da tensão na carga. 
 
 
 
 
Respostas 
 
1. 
(a) ߛ ൌ 180௢ 
(b) ௅ܸ௠௘ௗ ൌ 99ܸ e ௅ܸ௘௙ ൌ 155,5ܸ 
(c) ܫ௅௠௘ௗ ൌ 9,9ܣ e ܫ௅௘௙ ൌ 15,6ܣ 
(d) ܲܨ ൌ 0,707 
(e) ܲܨ ൌ 0,92 
 
2. 
(a) ߛ ൌ 303,5௢ 
(b) ௅ܸ௠௘ௗ ൌ 22,07ܸ e ௅ܸ௘௙ ൌ 210,7ܸ 
(c) ܫ௅௠௘ௗ ൌ 2,2ܣ e ܫ௅௘௙ ൌ 2,85ܣ 
(d) ܲܨ ൌ 0,13 
(e) ܲܨ ൌ 0,2 
 
3. 
(a) ߛ ൌ 244௢ 
(b) ܴ ൌ 20Ω e ܮ ൌ 91,9݉ܪ 
(c) ܫ௅௘௙ ؆ 5ܣ 
(d) ܲܨ ൌ 0,46 
(e) ܲܨ ൌ 0,57 
 
4. 
(a) ܫ௅௠௘ௗ ൌ 57,2ܣ 
 
ܫ௅௘௙ ൌ ටܫ௅௠௘ௗଶ ൅ ܫ௅ଵ௘௙ଶ ൅ ܫ௅ଶ௘௙ଶ ൅ ܫ௅ଷ௘௙ଶ ൅ ܫ௅ସ௘௙ଶ ൅ ܫ௅ହ௘௙ଶ ൅ ܫ௅଺௘௙ଶ ൅ ڮ 
 
onde: ܫ௅ଵ௘௙ ൌ 16,44ܣ, ܫ௅ଶ௘௙ ൌ 3,58ܣ, ܫ௅ଷ௘௙ ൌ 0ܣ, ܫ௅ସ௘௙ ൌ 0,36ܣ, ܫ௅ହ௘௙ ൌ 0ܣ e 
ܫ௅଺௘௙ ൌ 0,1ܣ. 
 
֜ ܫ௅௘௙ ൌ 59,6ܣ 
 
(b) 5 · ߱ · ߬ ൌ 18,7 ݎܽ݀ ൐ ߨ ݎܽ݀  condução contínua. 
(c) 
 
 Equação da corrente na fase de condução do diodo principal: 
݅௅ሺ߱ݐሻ ൌ √2 · ௢ܸඥܴଶ ൅ ሺ߱ · ܮሻଶ · ቂݏ݁݊ሺ߱ݐ െ ߮ሻ ൅ ܫ௢ · ݁
ି ഘ೟ഘ·ഓቃ (I) 
 
 Equação da corrente na fase de condução do diodo de roda livre: 
݅௅ሺ߱ݐሻ ൌ ܫଵ · ݁ିഘ೟షഏഘ·ഓ (I) 
 
Resolvendo o sistema com essas equações avaliadas em ߱ݐ ൌ 0 (na equação I), 
߱ݐ ൌ ߨ (na equação I) e ߱ݐ ൌ 2 · ߨ (na equação II), obtemos ܫଶ ൌ 58,9ܣ quando o 
diodo principal inicia sua condução e ܫଵ ൌ 136,7ܣ quando o diodo principal termina 
a sua condução. 
 
(d) ܴܨ௩ ൌ 1,21 e ܴܨ௜ ൌ 0,29 
(e) ܲܨ ൌ 0,2 
 
5. 
5 · ߱ · ߬ ൌ 1,34 ݎܽ݀ ൏ ߨ ݎܽ݀  condução descontínua. 
 
6. 
(a) ௅ܸ௠௘ௗ ൌ 99ܸ e ௅ܸ௘௙ ൌ 155,5ܸ 
(b) ܫ௅௠௘ௗ ൌ 9,9ܣ e ܫ௅௘௙ ൌ 9,9ܣ 
(c) ܫ஽௠௘ௗ ൌ ܫ஽ோ௅௠௘ௗ ؆ 5ܣ e ܫ஽௘௙ ൌ ܫ஽ோ௅௘௙ ؆ 7ܣ 
(d) ܲܨ ൌ 0,45 
 
8. 
(a) ܥܨ ൌ 2 
(b) ܲ ൌ ௏೚మଶ·ோ, ܳ ൌ
௏೚మ
ଶ·ோ e ܵ ൌ
௏೚మ
√ଶ·ோ 
(c) ܲܨ ൌ 0,707 
(d) ߪ ൌ 0,405 ou 40,5% 
(e) ௅ܸ௔௖ ؆ 0,55 · ௢ܸ 
(f) ܨܨ ൌ 1,57 ou 157% 
(g) ܴܨ ൌ 1,21 ou 121%