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Universidade de São Paulo Instituto de ciências matemáticas e de Computação Departamentos de Sistemas de Computação Trabalho da disciplina de eletrônica para computação Projeto 1 Aluno: Nome: Gabriel Henrique Campos Scalici Numero: 9292970 Professor: Vanderlei Bonato São Carlos Abril – 2015 Projeto 1 de construção de um transformador de 110V para 4,7V no ambiente LTSpice Aluno: Gabriel Henrique Campos Scalici Disciplina: Eletrônica para Computação Professor: Vanderlei Bonato Resumo: O objetivo desse trabalho é analisar um transformador de 110V para 4,7V utilizando diodo zenner, respondendo algumas questões sobre o funcionamento de determinadas partes do circuito, tais perguntas como a função de determinados diodos, função de determinados capacitores, o que acontecerá com o circuíto caso alguma parte seja alterada, alterar diodos com outra tensão de saturação, tamanho físico dos componentes, dentre outras. Além de servir para estudo sobre o tema abordado em sala (transformadores, circuitos integrados, capacitores, diodos e implementação de cir circuitos no LTSpice), o trabalho auxilia também na familiarização com o ambiente do LTSpice, programa utilizado em computadores que simula circuitos e funcionamentos de projetos utilizando componentes eletrônicos para simular seu funcionamento real (como nesse caso o funcionamento de um transistor que utiliza diodo zener), sendo possível, analisar cada detalhe da formação de tais equipamentos eletrônicos (como qual a corrente que passa por cada ponto do circuito, qual a função de cada equipamento) que estão envolvidos com o desenvolvimento da computação, e são utilizados até os dias de hoje na construção da parte física (hardware) do computador. São Carlos Abril – 2015 Métodos O método utilizado para responder as perguntas, foi a utilização do ambiente LTSpice, para simular as funções de cada parte do transistor: 1. Qual a função do capacitor C3? (figura 1.1) A linha verde representa a corrente quando sai da fonte de energia, e a azul mostra a corrente quando passa pelo capacitor. Portanto a função do capacitor C3 é realimentar o circuito, isso é, quando a corrente cai para valores próximos a zero, libera energia acumulada, para que a corrente se mantenha o mais estável possível (em valores positivos). 2. Qual a função do resistor R1? (figura1.2) Sendo a linha azul, a voltagem que sai da fonte, e a linha verde a voltagem quando passar pelo resistor Portanto, o gráfico mostra que a função do resistor é oferecer uma resistência à passagem de corrente, portanto causando uma diminuição na voltagem, que é mostrada pelo gráfico, onde sem a resistência a voltagem atinge valores de 120V, já com a presença do resistor, temos que atinge valores máximos em torno de 80V. 3. Qual a função do diodo D5? (figura 1.3) Linha azul representa a corrente que passa pelo diodo de zenner Portando a função do diodo de zenner é reduzir a tensão (por isso sua utilidade em um transformador de tensão), nesse caso ele reduz a tensão (junto com o circuito) de 100V para 4,7V. Mostrado no gráfico a queda de corrente que ocorre na passagem pelo diodo de zenner (D5). 4. Qual a função do capacitor C1? (figura 1.4) Linha verde mostra a corrente quando passa pelo capacitor (C1) Portanto, pelo gráfico mostrado, tem-se que a função do capacitor é realimentar o circuito (seja para remover alguns ruído) fazendo com que quando a corrente vai se aproximando do valor zero, o capacitor libera a energia fazendo-a afastar do zero. 5. O que acontece se trocarmos o diodo zenner D5 por um outro diodo zenner, com outra tensão de saturação? (figura 1.5) A linha verde representa o diodo com o ponto de saturação normal para o exercicios, a linha azul representa o diodo com ponto de saturação maior. Como o diodo de Zenner é utilizado para variar a tensão, temos que com esse diodo, a tensão nesse caso ficou 4,7 volts, já se fosse usado outro diodo de zenner, com outro ponto de saturação, teríamos que a tensão ficaria com um valor diferente, de acordo com o ponto de saturação 6. O que acontece se a capacitância em C1 aumentar ou diminuir (utilize um capacitor 100× maior e menor, respectivamente)? (figura 1.6) Linha verde mostra a liberação de energia armazenada no capacitor, para que evitar que a corrente chegue no zero. Se a capacitância for maior ou menor, isso afeta na quantidade de energia que será armazenada dentro do capacitor, para quando a corrente for se aproximando do 0, possa liberar mais energia para fazer com que a corrente se afaste do 0. Portando se a capacitância for maior, maior é a quantidade de energia que ele pode armazenar, e se a capacitância for menor, menor é a capacidade do capacitor de armazenar energia para que futuramente seja liberada no circuito. Conclusão Por meio do projeto foi possível perceber a função específica que cada componente de um circuito eletrônico possui, isso é, que quando é definida alguma função para um circuíto, para que tenha a saída desejada, é necessário que organize os componentes para que com todas as funções misturadas, possa mostrar o resultado desejado (no caso desse projeto, houve a transformação de 110V para 4,7V). Foi compreendido também qual a função dos capacitores, e diodos, mostrando a diferença de funcionalidade dependendo do local onde o componente foi inserido. Observação que foi facilitada pelos gráficos (corrente e tensão) simulados pelo ambiente LTSpice, mostrando na simulação a variação que ocorre quando a placa é construída. Além de visualização de cada processo, também ficou claro a diferença que faz no circuito (e como consequência na saída) quando se altera alguma configuração de componentes, como aumentando a resistência de um resistor, aumentando o tamanho de um capacitor, dentre outras modificações. Fontes bibliográficas - Fundamentos de Informática - Eletrônica Básica Para Computação - Annibal Hettem Jr. - Fundamentos de Informática - Eletrônica Básica Para Computação - Annibal Hettem Jr.
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