Circuitos Retificadores

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Higor Alves 
Jesiel Pereira 
Valdeon Batista 
Circuitos Retificadores
Itumbiara, 2017
INSTITUTO FEDERAL DE GOIÁS (IFG)
Cursos: Bacharelado em Engenharia Elétrica
Disciplina: Eletrônica Analógica 1
Prof.: Dr. Marcos Antônio Arantes de Freitas
 
1
Higor Alves Mendes
Jesiel Pereira Vieira
Valdeon Batista de Oliveira Filho
Circuitos Retificadores
Relatório	técnico	apresentado	como	requisito
parcial para obtenção de aprovação na disciplina
de Eletrônica Analógica I, no Curso de Engenharia Elétrica,	no Instituto Federal de Goiás – Campus Itumbiara.
Prof. Dr. Marcos Antônio Arantes de Freitas
Itumbiara, 2017
3
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO	4
2	DESENVOLVIMENTO	5
2.1	OBJETIVO GERAL	5
2.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS	5
2.2	FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	5
2.3	MATERIAL E MÉTODOS	7
2.4	RESULTADOS	10
3	CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES	12
APÊNDICE 	13
REFERÊNCIAS	15
1 INTRODUÇÃO
A retificação é um processo de conversão da corrente alternada (C.A) para corrente contínua (C.C) e os dispositivos utilizados para efetuarem essa conversão são os retificadores, através de diodos. Esses retificadores são encontrados em todas as fontes de alimentação, tais como: carregadores para celular, fontes de computadores, TV’s e rádios, entre outras aplicações. 
Os três circuitos retificadores monofásicos básicos são meia onda, onda completa em ponte e onda completa com tomada central. A freqüência na saída de um retificador de meia onda é igual à da entrada, enquanto que para os retificadores de onda completa a freqüência de saída é o dobro da de entrada. Para determinado transformador, a saída não filtrada dos retificadores de meia onda e onda completa com tomada central idealmente têm um valor médio próximo da metade da tensão eficaz no secundário (45%), ao passo que a tensão de saída não filtrada de um retificador em ponte é próxima do valor eficaz do secundário (90%).
 
 2 DESENVOLVIMENTO
2.1 OBJETIVO GERAL
	Realizar testes com circuitos retificadores de meia onda, onda completa com transformador de tomada central e onda completa em ponte, analisando as formas de onda da tensão e da corrente na carga.
2.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Implementar circuitos retificadores monofásicos de meia onda e onda completa;
Medir a tensão e a corrente nos circuitos retificadores monofásicos;
Determinar o valor médio da tensão e da corrente para os retificadores de meia onda e onda completa;
Definir o valor da tensão de pico inversa (PIV) sobre os diodos;
Analisar as formas de onda de tensão e corrente em circuitos retificadores em todas as partes do circuito;
Comparar o desempenho dos diferentes tipos de circuitos retificadores;
Observar as formas de onda com osciloscópio, produzidas pelos retificadores;
Usar o multímetro em medidas de resistência e testes de diodos
2.2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
	
Os retificadores de meia onda são construídos com um único dispositivo eletrônico retificador, o diodo, ligado em série com a carga que se deseja alimentar.
Os circuitos de onda completa podem ser construídos de várias maneiras. O mais simples é implementando o uso de transformador com saídas simetrias tipo +Vac/0/-Vac. Esta é a configuração mais simples mas tem o inconveniente de necessitar de tal transformador. O circuito retificador em ponte é feito com quatro diodos dispostos em ponte. Esta configuração de retificação tem a vantagem de não necessitar de um transformador com secundário de saídas simétricas. 
Na saída desses dispositivos se obtém sinal de tensão com sentido único (corrente direta) porem com intensidade variável.
Os valores da tensão média e eficaz, na carga, para o retificador de meia onda são dados por:
Os valores da tensão média e eficaz, na carga, para o retificador de onda completa são dados por
	A Tabela 1 relacionam os valores das correntes média e eficaz, assim como a tensão inversa que deverão suportar os diodos dos diferentes circuitos retificadores.
	Tabela 1- Corrente média e eficaz e tensão reversa no diodo
	Tipo de retificador
	IF(av)
	IF(rms)
	Vbr
	Meia onda
	IL(AV)
	IL(rms)
	Vmax
	Onda completa com Trafo de tap central
	IL(AV)/2
	(√2/2)IL(rms)
	2Vmax
	Onda completa em ponte
	IL(AV)/2
	(√2/2)IL(rms)
	Vmax
2.3 MATERIAL E MÉTODOS
Materiais utilizados:
01 transformador com tomada central 110V/220V para 6V/12V;
Multímetros digitais/analógicos;
Osciloscópio digital/analógico;
Diodos: 1N4148 ou 1N4007 ou outro similar de silício;
Resistor de 1kΩ, 1/2W ou valores afins;
Protoboard;
Cabos para fonte e protoboard.
Metódos:
	
	Inicialmente foi montado o circuito da figura 4, utilizando um transformador de tomada central de 6+6V no secundário. 
Figura 4 – Retificador de Meia Onda
Foi calculada a tensão de pico sobre o resistor de 1kΩ. Calculou-se também a tensão média na saída, a corrente C.C. e a freqüência de ondulação. Os valores obtidos foram registrados na tabela 2.
Em seguida mediu-se a tensão eficaz no secundário do transformador, a tensão média na carga e a corrente média no diodo e os valores foram anotados na tabela 2.
Utilizando o osciloscópio foram observados os valores de tensão de pico do sinal retificado, tensão de saída e a forma de onda da tensão na carga (RL). A frequência da ondulação foi calculada e todos os dados foram anotados na tabela 2.
Após obter todos os dados requeridos na tabela 2 para o circuito da figura 4, foi montado o circuito da figura 5, onde todas as grandezas calculadas e medidas no circuito anterior também foram obtidas e registradas na tabela 3.
Figura 5 – Retificador de Onda Completa com Transformador de Tomada Central
O circuito da figura 6 foi montado no protoboard e as mesmas grandezas que foram calculadas e medidas para os circuitos anteriores, também foram obtidas e anotadas na tabela 4.
Figura 6 – Retificador de Onda Completa em Ponte
Em seguida foi realizado testes para verificação de defeitos. Primeiramente foi aberto um dos diodos da ponte retificadora, onde se calculou a tensão CC e a freqüência de ondulação na saída, e os valores obtidos foram anotados na tabela 5, e após as medições, o diodo foi colocado em sua posição inicial.
No segundo teste de defeito, o enrolamento do secundário do transformador foi curto-circuitado (entre a tomada central e um dos terminais de saída). Foram medidos os valores de tensão média e a freqüência de ondulação na saída, e os valores obtidos foram anotados na tabela 5.
Logo após a verificação de defeitos, projetou-se um retificador de onda completa em ponte, conforme a figura 7, com tensão média na carga de 5,67V e corrente média na carga de 20mA.
	
Figura 7 – Projeto de Retificador de onda completa em ponte
2.4 RESULTADOS
	Tabela 2 - Retificador de Meia Onda
	Grandeza
	Representação
	Calculado
	Medido
	Tensão eficaz no secundário
	V2
	11,3 V
	11,73 V
	Tensão de pico inversa
	PIV
	-16,97 V
	-16,6 V
	Tensão média
	Vcc
	5,39 V
	5,06V
	Corrente média no diodo
	IF
	5,39 mA
	5,06 mA
	Frequência de saída
	Fsaida
	60 Hz
	60 Hz
	Tabela 3 - Retificador de Onda Completa com Tomada Central
	Grandeza
	Representação
	Calculado
	Medido
	Tensão eficaz no secundário
	V2
	5,3 V
	5,24 V
	Tensão de pico inversa
	PIV
	-15,99 V
	-15,8 V
	Tensão média
	Vcc
	4,76 V
	4,82 V
	Corrente média no diodo
	IF
	2,38 mA
	2,38 mA
	Frequência de saída
	Fsaida
	120 Hz
	120 Hz
	Tabela 4 - Retificador de Onda Completa em Ponte
	Grandeza
	Representação
	Calculado
Medido
	Tensão eficaz no secundário
	V2
	10,6 V
	5,24 V
	Tensão de pico inversa
	PIV
	-14,95 V
	-15,8 V
	Tensão média
	Vcc
	9,52 V
	9,35 V
	Corrente média no diodo
	IF
	9,5mA
	9,4mA
	Frequência de saída
	Fsaida
	120 Hz
	120 Hz
	Tabela 5 - Verificação de Defeitos
	Defeitos
	Vcc(calculado)
	F0(estimado)
	Vcc(Medida)
	F0(medida)
	Diodo aberto
	4,74 V
	60 Hz
	4,63 V
	60 Hz
	Secundário em curto-circuito
	4,6V
	120 Hz
	4,6V
	120 Hz
	Tabela 6 - Projeto
	Grandeza
	Representação
	Calculado
	Medido
	Tensão eficaz no secundário
	V2
	6,3V
	6,3V
	Tensão de pico inversa
	PIV
	-6,927V
	-6,93V
	Tensão média
	Vcc
	5,67V
	5,67V
	Corrente média no diodo
	If
	10mA
	9,83mA
	Frequência de saída
	Fsaida
	120Hz
	120Hz
	Resistência da Carga
	RL
	283,5Ω
	283,5Ω
3 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
	Tendo como base as experiências foi possível concluir que no primeiro caso, o retificador de meia onda retifica apenas uma das parcelas da tensão de entrada, dependendo da orientação do diodo. 
No retificador de onda completa com transformador de tomada central, é possível notar que as duas parcelas da tensão de entrada são retificadas, sendo que sua orientação na região positiva ou negativa dependerá da estrutura dos diodos. 
No retificador de onda completa em ponte o princípio de funcionamento é o mesmo do retificador de onda completa com tomada central, melhorando apenas sua eficiência.
APÊNDICE
 
Apêndice A – Foto do Osciloscópio no Circuito Retificador de Meia Onda
REFERÊNCIAS
 
BOYLESTAD, R. NASHELSKI, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria dos Circuitos. 8 ed – Prentice Hall do Brasil, Rio de Janeiro, 2004.
SEDRA, Adel S.; SMITH, Kenneth C. Microeletrônica. 5 ed. São Paulo: Pearson, 2010. 848p.