Relatório M

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL 
 
ESCOLA DE ENGENHARIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
LABORATÓRIO - M 
“Conversão para Corrente Contínua” 
 
 
 
Disciplina: Eletricidade (ENG04453) 
Professor: Jorge Guedes Silveira 
Aluno: Felipe Dille Benevenuti 
Número: 218797 
Turma: C
	1. Introdução 
	Na aula realizada no dia 29 de maio, aprendemos como se dá a conversão de corrente alternada para corrente contínua (que é comumente chamada de conversão CA CC). E, para tanto, tivemos uma introdução teórica acerca do funcionamento dos diodos, que são fundamentais para este processo.
	2. Desenvolvimento 
2.1 O diodo
Para entender como se dá a conversão de corrente alternada à corrente contínua, precisamos entender como estes dispositivos funcionam. O diodo é um componente elétrico feito de silício e dividido em duas partes. Em uma delas, conhecida como P, alguns átomos da estrutura de silício/germânio são substituídos por átomos trivalentes num processo conhecido como dopagem. Por acontecer substituição do Si/Ge (átomos tetravalentes) por algum átomo trivalente (normalmente usa-se índio), a estrutura fica deficitária em cargas positivas. Ou seja, a parte P do diodo se comporta como se houvesse excesso de cargas positivas na sua superfície. 
A outra parte do diodo, a parte N, é dopada com átomos pentavalentes, o que gera um excesso de cargas negativas nesta parte da estrutura.
Sabendo disto, podemos fazer estudos acerca do comportamento de diodos em dois casos:
1°: O diodo “enxerga tensão positiva”. 
Fonte: Autoria própria
Neste caso, as cargas positivas e negativas tendem a se deslocar para o contato entre P e N em função dos campos elétricos à que estão submetidas. Sendo assim, ocorre o fluxo de carga, o seja: o diodo se comporta como um condutor. 
Observação: há uma pequena queda de tensão, que depende do material. (Si=0,7V; Ge=0,3V).
2°: o diodo “enxerga” tensão negativa. 
 Fonte: Autoria própria
Neste caso, as cargas positivas e negativas tendem a se deslocar para os extremos externos do diodo em função dos campos elétricos a que estão submetidas. Desta forma, cria-se, no centro do diodo, uma zona de alta estabilidade eletrônica (não há cargas livres). Por isso não ocorre passagem de corrente no diodo. Ou seja: quando ele “enxerga” tensão negativa, o diodo reage impedindo a passagem de corrente, como se o circuito fosse interrompido.
2.2 Aula prática
2.2.1 Retificação de meia onda
Conhecendo as propriedades gerais do diodo, simulamos o seguinte circuito.
Através de um osciloscópio conectado nos terminais do resistor (CH1) e nos terminais da fonte de tensão (CH2), observamos a curva da corrente que passa pelo resistor ao mesmo tempo da tensão dada pela fonte. E, desta forma, observamos que, devido ao efeito do diodo, a parte positiva da onda senoidal imprimida pela fonte de tensão não se altera, mas no intervalo em que a tensão é negativa, a corrente é nula.
A observação feita nesta etapa é de que quando a fonte de tensão se comporta segundo a figura (a), a corrente no resistor se comporta segundo a figura (b).
 
 Figura (a) Figura (b)
2.2.2 Retificação de onda completa
Em um segundo momento, montamos o circuito com dois diodos, um em cada terminal da fonte de tensão. Desta forma, não só a parte positiva da onda de tensão gera corrente no resistor, mas também a parte negativa. No entanto, por efeito da combinação dos diodos, observamos que a corrente é sempre positiva no resistor, havendo uma reflexão em torno do eixo x (do tempo) da parte negativa da fonte de tensão. Sendo assim, observamos, através do osciloscópio que, em um circuito com dois diodos, quando a fonte de tensão se comporta segundo a figura (c), a corrente no resistor se comporta segundo a figura (d).
 
	Figura (c)					 Figura (d)
	Sabemos que o acoplamento de capacitores em um circuito resulta em uma demora na sua descarga. Sendo assim, se acoplarmos um capacitor ao circuito as quedas de tensão (e também de corrente) serão amenizadas pelo efeito retardante do capacitor. Tornando a onda de corrente muito semelhante a uma reta.
	Este efeito foi visto no osciloscópio e está demonstrado na figura (e) a seguir. A curva em vermelho representa a corrente no circuito após a introdução do capacitor, e a curva em azul representa a curva de corrente antes do capacitor.
 Figura (e). Fonte: Autoria própria
	
	3. Conclusão
	Fica claro, portanto, como ocorre a conversão de corrente alternada para corrente contínua. Observou-se que os diodos são capazes de “selecionar” a tensão positiva na retificação de meia onda, e que conseguem “tomar o módulo” da tensão na retificação de onda completa. Da mesma forma, observou-se que, com o auxílio de um capacitor, conseguimos amenizar as curvas da corrente em uma onda retificada completamente, gerando uma onda que oscila muito pouco em torno de um valor constante. Esta corrente é chamada corrente contínua e é amplamente utilizada em dispositivos como celulares, carregadores, computadores, e na eletrônica em geral...