Retificadores Monofásicos

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO-OESTE
		RETIFICADORES MONOFÁSICOS
Guarapuava
2016
 
 UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO-OESTE
Nomes: Cheila Sumenssi de Araújo 
Elaine Martins
Giacomo Alessandro Peracki (Responsável)
Isabelle Christine da Silva
Natália Silva de Souza
Série: 2º de Física 
Professor: Valdirlei Fernandes Freitas
Matéria: Física Experimental II
		RETIFICADORES MONOFÁSICOS
Relatório de Pesquisa apresentado a Universidade Estadual do centro-oeste, como parte das exigências da matéria de Física Experimental II, para obtenção de nota parcial referente ao 1º semestre, 
sobre retificadores monofásicos.
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Guarapuava
2016
INTRODUÇÃO
A tensão que as concessionárias de energia elétrica nos fornecem é alternada ao passo que os dispositivos eletrônicos operam com tensão contínua. Então é necessário retificá-la, sendo feito através dos circuitos retificadores que convertem corrente alternada em contínua através de dispositivos feitos de silício denominados diodos semicondutores se esquema representativo está contido na figura 1. Os dois tipos de retificadores monofásicosque veremos são: retificador de meia onda e de onda completa.
Figura 1 – Representação Diodo
I – Retificador de meia onda. 
O diodo neste circuito tem como característica conduzir corrente somente num sentido, sendo o mesmo utilizado para retificar devido a esta característica, como ilustra a figura 2.
Figura 2 – Esquema Retificador de Meia Onda
II – Retificador de onda completa
É um circuito cuja finalidade é transformar corrente alternada (AC) em corrente contínua (CC), fazendo uso do sistema mais conhecido o retificador de pontes que utiliza quatro diodos, como mostra a figura 3.
Figura 3 – Retificador de Onda Completa 
	Ao anexarmos capacitores a este circuito teremos o ilustrado na figura 4.
Figura 4 – Retificador Capacitor
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Retificador de meia onda
O gerador de funções foi ligado diretamente no osciloscópio com 6Vpk (600Hz), após isso, o circuito esquematizado como na figura 5 [figura 1 do roteiro]foi montado. O osciloscópio foi regulado, tendo os botões auto, normal e trig-ch1 no horizontal pressionados, e, ch1 e ch2 no vertical pressionados para adequar a medida. Após as formas de ondas no resistor aparecerem foi desenhado. 
Acrescentando um capacitor de 4,7 µF em paralelo com o resistor de carga, conforme a figura 6 [figura 2 do roteiro],foi a desenhado novamente a forma de onda apresentada.
Com o multímetro o valor de tensão continua na saída do resistor do circuito Vcc foi medido e anotado na tabela I. A partir da tensão de pico fornecida pelo gerador de sinais, observada no osciloscópio a voltagem alternada Vrms foi calculada juntamente com o rendimento do retificador.
Retificador de onda completa em ponte
O circuito primeiramente, foi montado como apresentado na figura 7 [figura 3 do roteiro], em seguida foi anotado a forma de onda. 
Após acrescentar um capacitor de 4,7 µF em paralelo com o resistor, de acordo com a figura 8 [figura 4 do roteiro]foi anotado a nova onda de saída do circuito.
Com o multímetro o valor de tensão continua na saída do resistor do circuito Vcc foi medido e anotado na tabela II. A partir da tensão de pico fornecida pelo gerador de sinais, observada no osciloscópio a voltagem alternada Vrms foi calculada juntamente com o rendimento do retificador.
DISCUSSÃO E RESULTADOS
Retificador de meia onda
Com o gerador de funções devidamente ligado e conectado ao osciloscópio conforme o diagrama da figura 5
Visualizamos no osciloscópio a seguinte representação, figura 9:
Figura 9 – Representação da visualização do osciloscópio.
Isto se deve ao fato de que, quando a tensão é positiva o diodo retificador se comporta como condutor da corrente, ou seja, a tensão na resistência é igual à tensão da fonte. Já quando esta tensão torna-se negativa, a tensão do resistor é nula pois, o diodo retificador comporta-se como uma chave aberta, ou seja, não permite a passagem de corrente.
Acrescentado então o capacitor ligado em paralelo com o resistor de carga de acordo com a figura 6:
Obtivemos o seguinte sinal na tela do osciloscópio, representado na figura 10.
Figura 10 - Representação da visualização do osciloscópio.
Esta mudança na forma de onda se deve ao fato de que o capacitor se torna um “amortecedor” da queda brusca de tensão sobre a carga resistiva.
Com o valor da tensão de saída medida e a voltagem alternada calculada, calculamos o rendimento do retificador, ambos os dados anotados na tabela 1 abaixo.
	Voltagem Calculada (Vrms)
	Voltagem medida (Vcc)
	Rendimento (%)
	424V
	2,97V
	70
Retificador de onda completa
Com a montagem realizada conforme a figura 7 obtivemos como sinal na tela do osciloscópio a seguinte oscilação temporal, figura 11:
Figura 11 - Representação da visualização do osciloscópio.
Neste caso em ambas as situações (tensão positiva e negativa) acontece o mesmo, existe uma queda de tensão no mesmo sentido, logo quando a tensão é positiva o retificador segue a tensão da ponte, já quando esta tensão é negativa ele inverte.
Neste caso acrescentando o capacitor, obtemos a seguinte forma de onda na saída do circuito, figura 12:
Figura 12 - Representação da visualização do osciloscópio.
Com o valor da tensão de saída medida e a voltagem alternada calculada, calculamos o rendimento do retificador, dados anotados na tabela 2 abaixo.
	Voltagem Calculada (Vrms)
	Voltagem medida (Vcc)
	Rendimento (%)
	4,24V
	3,07V
	72
CONCLUSÕES
Neste experimento pudemos ter acesso a um material diferente, o diodo, pelo qual pudemos ter uma boa noção de seu uso e aplicação. Junto com resistores e capacitores, montamos vários sistemas diferentes onde pudemos visualizar no osciloscópio os vários tipos de ondas formadas nestes, comprovando a nossa teoria. 
	Nossos cálculos foram bastante positivos, tal que, a partir do sistema de meia onda, nosso calculo de rendimento foi de 70% e no sistema de onda completa obtivemos 72%, o que estava dentro do nosso esperado.
	Foi ao todo um bom experimento onde obtivemos sucesso em todas nossas medidas e não tivemos muitas dificuldades nos cálculos, porém a montagem do sistema retificador de onda completa ficou meio confusa, por ser um sistema bastante complexo, mas conseguimos ao final do experimento efetuar a sua montagem e obter todos os dados necessários.
QUESTÕES 
O que é um retificador de tensão/sinais/corrente?
Um retificador é um dispositivo que nos permite que uma tensão ou corrente alternada seja constante ou transformada em continua.
Qual a diferença entre retificador de meia onda e de onda completa? 
Um retificador de meia onda é um tipo que retifica apenas parte do ciclo de um sinal elétrico passando tensão somente em uma das polaridades como vimos na primeira pratica, já o retificador de onda completa converte a tensão alternada em tensões com somente um polo, convertendo as duas polaridades.
O que ocorre quando se acrescenta um capacitor em paralelo com o resistor no final do circuito de retificação? 
O capacitor funciona como um filtro capacitivo para estabilizar o sinal com tensão praticamente igual à tensão máxima de entrada e uma pequena variação a cada ciclo, chamada de "tensão de Ripple" que é gerada devido ao tempo de carga e descarga do capacitor. Desse modo, a tensão de saída não está totalmente retificada, mas a variação é muito pequena e para a maioria dos casos um retificador desse tipo já é suficiente.
Comparando os retificadores estudados e, utilizando o mesmo transformador, qual dos retificadores apresenta o melhor rendimento?
 A partir dos valores obtidos nas praticas concluímos que o retificador de meia onda resultou um maior rendimento de 72%.
 Em relação a filtragem, qual é a vantagem dos retificadores de onda completa em relação ao de meia onda?
Aproveitar os dois semiciclosda rede, isso torna a filtragem muito mais simples e eficiente.
Dentre os retificadores estudados, qual é o melhor e por que?
O retificador de onda completa em ponte pois ele apresenta maior eficiência no objetivo de transformação de alternada para continua.