ELTA11 Laboratório de Eletrônica Analógica I Ensaio 2

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Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI
Ensaio II 
Circuitos Retificadores
Eduardo Papa - 2016000730 
Leandro Petruci - 2016004784
 Índice 
Introdução------------------------------------------------------------------------------------------------2
Objetivo---------------------------------------------------------------------------------------------------2
Lista de Componentes--------------------------------------------------------------------------------- 2
Lista de Instrumentos----------------------------------------------------------------------------------2
Procedimentos experimentais------------------------------------------------------------------------3
	1.Avaliando os diodos de sinal e retificador com multimetro-------------------------3
	2.Montagem do circuito para observação da curva característica e
 	Influência da temperatura.------------------------------------------------------------------6
	3.Circuito Retificador de meia onda com Center Tap ---------------------------------9
Conclusão------------------------------------------------------------------------------------------------10
Referências ----------------------------------------------------------------------------------------------10
Introdução
Um diodo é um componente eletrônico que permite a passagem da corrente elétrica somente em um sentido. Com isso poder usá-lo para retificar um sinal de tensão alternada para o mais próximo de um sinal contínuo, ou seja, construir uma fonte de tensão contínua.
Para fazer isso é utilizado algumas tipo de montagens de circuitos os quais iremos ver a seguir, alguns conseguem fazer o sinal da tensão ficar bem próximo de um sinal contínuo outro apenas eliminam o valor de pico negativo do sinal.
 Objetivos
Verificação da Ação Retificadora dos Diodos Semicondutores;
Verificação do Efeito do Filtro Capacitivo;
Familiarização no Uso do Instrumental de Laboratório.
lista de componentes
Transformador: 110/12[VRMS];
Diodo Retificador : 1N4007 ;
Resistor : 470[Ω] 1/2 W;
Capacitor: 10[µF] 25[V];
Capacitor: 47[µF] 25[V];
Capacitor: 470[µF] 25 [V].
Lista de instrumentos
Multímetro Digital;
Osciloscópio Digital.
Procedimentos experimentais
Para a realização dos experimentos a seguir, foi necessário um conhecimento prévio sobre o funcionamento e dos diodos e sua aplicação.Também foi necessário o conhecimento do funcionamento de circuitos retificadores e capacitores e como ele se comporta em um circuito.
Circuitos Retificadores de Meio onda e Onda Completa
	Foi realizado a montagem do circuito conforme ilustra a Figura 1 e 2 , note que a tensão da rede é de 127[VRMS] e o Transformador é de 110/12, então o valor da tensão alternada no secundário do transformador não será 12[VRMS], mas sim aproximadamente 13,85[VRMS].
Figura 2 - Foto do circuito em protoboard.
Usando o osciloscópio podemos observar simultaneamente as forma de onda dos sinais do secundário do transformador e o sinal sobre a carga(canal 1-secundário do transformador/ canal 2- carga).Para a visualização da onda no secundário do transformador foi utilizado acoplamento AC pois queríamos ver os valores de pico da onda, já para o sinal na carga foi usado o acoplamento DC, pois é necessário ver o valor médio da tensão na carga. A Figura 3 mostra como são os sinais medido no circuito e a Tabela 1 os seus valores.
Figura 3 - Sinais de onda no secundário e na carga.
Tabela 1 - Valores Medidos para o Retificador de Meia Onda.
	Valor Médio de Tensão na Carga VL(AV)
	5,9 [V]
	Valor Médio de Corrente na Carga IL(AV)
	12,4 [mA]
	Valor Médio da Corrente no Diodo ID(AV)
	12,4 [mA]
	Frequência do Sinal na Carga fL
	60 [Hz]
Fonte: LEA II-UNIFEI.
É possível observar que o valor Médio de tensão na carga é menos da metade do valor de tensão no secundário do transformador, pois metade do tempo de um período a tensão na carga é zero e há a queda de tensão no diodo.
Agora será observado o circuito retificador de onda completa conforme ilustrado na Figura 4 e 5.
Figura 4 -Circuito Retificador de Onda Completa em Ponte.
Figura 5 - Foto do Circuito retificador de onda completa montado em protoboard.
	A forma de onda no secundário não muda, então será observado apenas a tensão na carga. Podemos Observar agora como mostra a Figura 6 que a frequência do sinal sobre a carga dobrou, pois circuito faz com que a tensão do secundário do transformador, passe sobre a carga com valor positivo, assim o que no circuito anterior era zero sobre a carga, agora passar a ter o mesmo valor de tensão no secundários(com as quedas de tensão dos diodos, que neste caso são dois a cada semiciclo).
Figura 6 - Sinal de Saída para o Retificador de Onda Completa em Ponte.
A Tabela 2 mostra os valores medidos sobre o circuito. Com esses valores podemos ver que a frequência dobrou e a tensão na carga praticamente dobrou também, pois agora o valor médio medido não conta metade de um período como sendo zero, apenas alguns instantes. Podemos observar também a corrente na carga que praticamente dobrou(considerando as quedas de tensão dos diodos) e as corrente nos diodos são a metade da carga, pois como cada semiciclo do transformador a corrente passa por dois diodos, então cada par de diodos passa apenas metade da corrente da carga.
Tabela 2 - Valores Medidos para o Retificador em Ponte
	Valor Médio de Tensão na Carga VL(AV)
	11,02 [V]
	Valor Médio de Corrente na Carga IL(AV)
	23,7 [mA]
	Valor Médio da Corrente no Diodo* ID(AV)
	11,9 [mA]
	Frequência do Sinal na Carga fL
	120 [Hz]
Fonte: LEA II-UNIFEI.
Filtro Capacitivo
	Agora será observado como se comporta um filtro capacitivo no retificador de onda completa em ponte, para isso será inserido um capacitor eletrolítico em paralelo com a carga, como pode ser visto na Figura 7.
Figura 7 - Retificador em Ponte com Filtro Capacitivo.
Primeiramente foi inserido um capacitor de 47[µF]. Na Figura 8 , nota se que a forma de onda sobre a carga não é mais senoidal ou metade de uma senóide, quando a tensão na carga vai subindo para valor de pico o capacitor se carrega, então quando a valor atinge o valor de pico e vai abaixando o capacitor se descarrega sobre a carga, fazendo assim com que a tensão na carga fique em uma faixa de tensão que não atinge o zero.
Figura 8 - Sinal de Saída para o Retificador em Onda Completa em Ponte com Filtro Capacitivo.
	Essa variação de tensão sobre a carga é chamada de tensão de ripple pico a pico (VRpp).A Tabela 3 mostra os valores medidos sobre este Circuito.
Tabela 3 - Valores para o Retificador em Ponte com Filtro Capacitivo.
	Valor Médio de Tensão na Carga VL(AV)
	15,9 [V]
	Valor Médio de Corrente na Carga IL(AV)
	34,3 [mA]
	Valor Médio de Corrente no Diodo* ID(AV)
	16,8 [mA]
	Valor Médio de Corrente no Capacitor IC(AV)
	4,3 [mA]
	Valor de Ripple na Carga VRPP (pico a pico)
	4,6 [Vpp]
	Frequência do Sinal na Carga fL
	120 [Hz]
Fonte: LEA II - UNIFEI.
	Para melhor entendimento de como o capacitor se comporta no circuito, as Figuras 9 e 10 mostram como é forma de onda para capacitores de 10[µF] e 470[µF], percebe que quanto maior a capacitância, menor será a tensão de ripple(VRPP).Para melhor entendimento é só observamos a equação para calcular a tensão de ripple.
f = frequência da tensão de ripple. 
C = valor do capacitor de filtro. 
RL = resistência de carga do circuito. 
VL= tensão na carga.
	Podemos ver que a tensão de ripple é inversamente proporcional ao valor da Capacitância.
 
Figura 9 - Sinal de saída para retificador em Onda completa em Ponte com Filtro capacitivo de 10[µF].
Figura 10 - Sinal de saída para retificador em Onda completa em Ponte com Filtro capacitivo de 470[µF].
Circuito Retificadorde meia onda com “Center-Tap”
	
O circuito retificador, é aquele que transforma um sinal alternado para um sinal contínuo, neste caso, de meia onda, se dá de maneira simples pelo circuito em que o diodo conduz em apenas um dos sentidos, ou seja, em algum momento no circuito o diodo está em corte.
 
Figura 11 - Circuito retificador de meia onda 
O “Center - Tap”, conhecido também por tomada central, basicamente é um fio que está ligado no meio da bobina do secundário, sua principal função é garantir que não exista um espaçamento muito grande entre o sinal, ou seja, garante um aumento da média e constância do sinal. Abaixo, temos um circuito retificador de onda completa com Center-Tap.
Figura 12 - Circuito retificador de onda completa com “Center tap”
Conclusão
Com as experiências feitas no laboratório observamos com sucesso as características principais dos diodos, como a queda de tensão, e suas aplicações nos circuitos retificadores, em que são essenciais para alterar o sinal inicial alternado para um sinal contínuo.
Alguns circuitos foram marcantes, como os retificadores com capacitores, no qual foi possível a observação do sinal de saída com um “Hipple”, ou seja, o capacitor não deixa a tensão de saída chegar a valores mínimos, pois há a sua descarga para aumentar a tensão média de saída.
 REFERÊNCIAS
BOYLESTAD, Robert L.; NASHELSKY, Louis. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos. 8ª ed. São Paulo: Pearson.