Lista Retificadores

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ESTÁCIO

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tayane monteiro

01/05/2018

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Lista de Exercícios de Eletrônica Analógica
Semicondutores, Diodos e Retificadores
 1ª Parte: Questões sobre Semicondutores:
O que é um material semicondutor? Dê 2 exemplos. 
O que é camada de valência? 
O que é um cristal semicondutor? 
O que é dopagem? 
Se inserirmos um átomo de Fósforo em um cristal de semicondutor, o semicondutor ficará positivo ou negativo? Explique. 
Se inserirmos um átomo de Boro ou Gálio em um semicondutor, ele ficará positivo ou negativo? Explique. 
O que acontece quando unimos um semicondutor do Tipo P e outro do tipo N, formando uma junção PN? 
O que é camada de depleção? 
Faça um desenho de uma junção PN polarizada diretamente. Explique: a corrente consegue passar ou não? Por quê? 
Faça um desenho de uma junção PN polarizada reversamente. Explique: a corrente consegue passar ou não? Por quê? 
 2ª Parte: Questões sobre Diodos:
O que é um diodo? 
Qual a principal diferença entre um diodo feito com Silício e outro com Germânio? 
O que é tensão de joelho ou Vγ? 
Desenhe o gráfico contendo a curva característica de um diodo. 
Um diodo polarizado reversamente nunca queimará, independente da tensão que nele aplicarmos? Ou há um limite? Explique, com base no gráfico da curva característica do diodo. 
Informe as lâmpadas que estão acesas no circuito abaixo (considerar a primeira 
lâmpada da esquerda como L1, a segunda como L2, e assim por diante).
D1	D2	D3	D4	D5
�
 V1 12 V
�
D10
�
	D6
	D7
	D8
	D9
D11
Resposta: Apenas L1 e L3 estarão acesas.
�
Para o circuito abaixo, sabendo-se que a Resistência da Lâmpada é de 24Ω, calcule a tensão, a corrente e a potência na lâmpada. 
Obs.: Considere que D1 é diodo de Silício e D2 é um diodo ideal.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	D1
	
	
	
	
	
	
	
	
	Respostas:
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	VL = 19,3V
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	D2
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	IL = 19,3/24 = 804,16mA
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	V1
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	PL = 15,52W
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	20 V
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Para o circuito abaixo, calcule a tensão, a corrente e a potência na lâmpada. 
Obs.: considere que o Diodo D1 é de Germânio 
	
	D1
	Respostas:
	
	
	
	
	
	
	
	VL = 0V
	
	V1
	
	IL = 0A
	
	17 V
	
	
	
	
	
	PL = 0W
	
No circuito abaixo, está circulando uma corrente de 25mA sobre o resistor R1. Qual é o valor da Resistência Elétrica desse Resistor? 
Obs.: considere que o diodo D1 é de Silício 
Respostas:
D1
IR1 = 25mA
VR1 = 12-0,7 = 11,3V
	V1
	R1
	
	12 V
	
	
	
	R = V/I -> R = 452 Ω
	
�
A carga R1 representa um circuito qualquer. Entretanto, como esse circuito é digital, o nível de tensão que ele aceita para funcionar é entre 4V e 6V. 
Sendo assim , qual é a tensão que está sobre os diodos e o R1, considerando que todos os diodos são de Silício? 
O circuito vai funcionar? 
	Respostas:
	
	
	
	
	
	D1
	D2
	D3
	D4
	D5
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	a) 9 – 3,5 = 5,5V
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	R1
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	V1
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	b) Sim, a tensão
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	 
	
	
	
	
	9 V
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
entre 4 e 6V.
 3ª Parte: Questões sobre Retificadores
O que é um circuito Retificador? Circuito que converte AC em DC. 
Quais são os nomes dos 3 principais circuitos retificadores monofásicos que existem? 
Retificador de Meia Onda, Retificador de Onda Completa com Center-Tape, Retificador de Onda Completa em Ponte. 
Em um circuito Retificador, qual das alternativas abaixo representa o papel do transformador? 
( A ) Abaixar ou elevar a tensão;
( B ) Abaixar ou elevar a freqüência;
( C ) Abaixar ou elevar a tensão e a frequência
( D ) Transformar o sinal AC em DC
�
O retificador abaixo é chamado de Retificador de Meia Onda (RMO). Calcule o que se pede (considerar D1 diodo de Silício e a Carga R1 de 30Ω): 
	
	D1
	
	V1
	
	
	127 Vrms
	R1
	
	60 Hz
	
	
	0°
	12:1
	
	
	
	
Tensão Eficaz no Secundário (V2rms):
V2rms = 10,58V
Tensão de Pico no Secundário (V2p):
V2p = 14,96V
Forma de Onda da Tensão no Secundário (F.O. V2p): SENOIDAL AC
V2 [V]
T [s]
Forma de Onda da Tensão na Carga (F.O. VRL): MEIA ONDA
VRL
T [s]
�
Frequência na Carga RL:
 60Hz
Tensão de pico na Carga RL:
VRLP = 14,96 - 0,7 = 14,26V
Tensão e Corrente Eficaz RMS na carga (VRLrms):
VRLrms = 6,42V e IRLrms = 0,214A ou 214mA
Tensão e Corrente Média CC na carga (VRLmed):
VRLme d = 4,53V e IRLmed = 151,2mA ou 0,1512 A
O sinal abaixo foi o btido através de um osciloscópio, que estava ajustado na escala vertical para 25V/div e escala horizontal de 0,1ms/div: 
O sinal é AC ou DC? Justifique. O sinal é AC, pois tem 2 polaridades, (+) e (-) 
Qual é o nome dessa forma de onda? Forma de onda SENÓIDE OU SENOIDAL 
Qual é a tensão de pico, pico a pico, média e eficaz desse sinal? Resposta: 100Vp, 200Vpp, 0Vmed e 70,7 Vrms, respectivamente. 
Qual é o período e a freqüência desse sinal? 
P (ou T) = 4x0,1ms = 0,4ms ou 400µs. F = 1/T = 2500Hz 
�
Considerando que o sinal do exercício 25 foi ligado no primário do transformador do retificador abaixo, informe o que se pede: 
Obs.: D1 é de Silício e RL = 18Ω 
D1
V1
RL
5000esp / 800esp
Tensão Eficaz RMS no Primário; 70,7 Vrms 
Tensão Eficaz RMS no Secundário; 11,31 Vrms 
Tensão de pico no Secundário; 15,99 V 
Tensão de Pico na Carga RL; 15,29 VRL (-0,7V do diodo)
Corrente de Pico na Carga RL; IRLp = 0,849A ou 849,44mA 
Corrente Média CC na Carga RL; IRLmed = 0,270A ou 270mA 
Tensão Eficaz RMS na Carga RL; VRLrms = 6,88V 
Corrente Eficaz RMS na Carga RL; IRLrms = 0,382A ou 382,25mA 
Desenho da Forma de Onda na Carga RL; DESENHAR MEIA-ONDA (ver F.O. na carga do Ex. 24) 
Frequência do sinal de saída na Carga RL; 2500Hz 
Período (T) do sinal de saída na
Carga RL; 0,4ms ou 400µs. 
�
Calcule a Corrente Média CC, a Corrente Eficaz RMS e a Frequência do sinal na carga dos Retificadores de Meia Onda (RMO) abaixo: 
a) Considerar D1 de Si:
	
	
	
	Respostas:
	
	V1
	T1
	D1
	IRLCC = 4,72V /10= 472mA
	
	
	
	
	
	
	110 Vrms
	
	
	IRLrms = 6,69V/10= 0,668A
	
	
	
	RL
	
	
	60 Hz
	
	
	FRL = 60Hz
	
	0°
	10:1
	10 Ω
	
	
�
b) Considerar D1 de Ge:
	V1
	T1
	220 Vrms
	
	60 Hz
	
	0°
	10:1
c) Considerar D1 de Si:
	V1
	T1
	127 Vrms
	
	100 Hz
	
	0°
	10:1
�
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Respostas:
	
	D1
	IRLCC = 9,8V/10=0,98A
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	RL
	IRLrms = 13,87V/10=1,39A 
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	FRL = 60Hz
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	10 Ω
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Respostas:
IRLCC = 548,88mA
D1
IRLrms =776mA RL FRL = 100Hz
10 Ω
�
d) Considerar D1 ideal:
	
	
	
	Respostas:
	
	V1
	T1
	D1
	IRLCC = 761mA
	
	
	
	
	
	
	127 Vrms
	
	RL
	IRLrms = 1,07A
	
	60 Hz
	
	15 Ω
	FRL = 60Hz
	
	0°
	5:1
	
	
	
	
	
	
	
	
�
Calcule a Corrente Média CC, a Corrente Eficaz RMS e a Frequência do sinal na carga dos retificadores Onda Completa com Center-Tape (ROCCT) abaixo: 
a) Considerar RL = 20 Ω e diodos de Si:
	
	
	D1
	
	
	
	
	
	Respostas:
	V1
	T1
	
	IRLCC = 330mA
	
	220 Vrms
	
	RL
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	IRLrms = 0,466A
	
	60 Hz
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	0°
	15:1
	
	FRL = 120Hz
	
	
	
	
	
	
	
	
	D2
	
	
b) Considerar Diodos de Si:
	
	
	D1
	
	
	
	
	
	Respostas:
	
	V1
	T1
	
	IRLCC = 
	
	380 Vrms
	
	RL
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	120 Hz
	
	15 Ω IRLrms = 
	
	
	
	
	
	
	0°
	20:1
	
	FRL = 240Hz
	
	
	
	
	
	
	
	
	D2
	
	
�
c) Considerar Diodos Ideais:
D1
	V1
	T1
	
	127 Vrms
	
	
	
	
	
	60 Hz
	
	
	0°
	2:1
	
	
	
	
D2
�
RL 10 Ω
�
Respostas:
IRLCC = 
IRLrms = 
FRL = 120Hz
�
d) Considerar Diodos de Silício (Vpk = Tensão de pico):
	
	D1
	
	
	Respostas:
	
	V1
	
	
	T1
	IRLCC = 
	
	230 Vpk
	RL
	
	60 Hz
	12 Ω IRLrms = 
	
	
	FRL = 120Hz
	
	0°
	
	
	10:1
	
	
	
	D2
	
�
Calcule a Corrente Média CC, a Corrente Eficaz RMS e a Frequência na carga dos retificadores Onda Completa em Ponte (ROCP) abaixo: 
�
a) Considerar Diodos de Si:
V1
T1
120 Vrms 60 Hz
0° 10:1
b) Considerar Diodos de Si:
V1
T1
220 Vrms 60 Hz
0° 12:1
�
RL 10 Ω
RL 10 Ω
�
Respostas:
IRLCC = 1,03A
IRLrms = 1,46A
FRL = 120Hz
Respostas:
IRLCC = 
IRLrms =
FRL = 
�
c) Considerar Diodos Ideais:
�
V1
T1
110 Vrms 60 Hz
0° 5:1
d) Considerar Diodos de Silício:
	V1
	T1
	180Vp / 60Hz
	8:1
�
Respostas:
IRLCC = 
RL	IRLrms = 
30 Ω
FRL = Hz
Respostas:
IRLCC = 268mA
RL	IRLrms = 298,35mA
50 Ω
FRL = 120Hz
�
e) Considerar Diodos de Si:
	V1
	T1
	110 Vrms
	
	60 Hz
	
	0°
	10:1
�
Respostas:
IRLCC = 
 IRLrms = 
FRL = 
RL 10 Ω
�
Vamos agora comparar o rendimento dos 3 tipos de Retificadores. Vamos usar a mesma tensão de entrada, o mesmo transformador e a mesma carga para os 3 retificadores. Calcule a Tensão Média CC e a Tensão Eficaz RMS na Carga para os 3 circuitos. Considere todos os Diodos de Si. Depois, responda às perguntas. 
�
a) RMO:
	V1
	T1
	D1
	
	
	
	
	
	127 Vrms
	
	RL
	
	60 Hz
	
	
	
	
	
	20 Ω
	
	0°
	10:1
	
	
	
	
	
	
b) ROCCT:
	
	D1
	
	V1
	T1
	
	127 Vrms
	RL
	
	60 Hz
	
	
	
	20 Ω
	
	0°
	
	
	
	10:1
	
	
	D2
	
c) ROCP:
	V1
	T1
	
	
	127 Vrms
	
	
	
	60 Hz
	
	RL
	
	0°
	10:1
	
	
	
	
	20 Ω
	
�
Respostas:
VRLcc = 5,497V
VRLrms = 8,63V
Respostas:
VRLcc = 5,27V
VRLrms = 5,85V
Respostas:
VRLcc = 10,53V
VRLrms = 11,708V
�
Com base nos resultados do exercício 29, qual dos 3 retificadores apresentou o melhor rendimento, obtendo uma tensão média CC maior na carga? 
 Certamente foi o Retificador de Onda Completa em Ponte.
Com base nos resultados do exercício 29, qual dos 3 retificadores apresentou o pior rendimento, obtendo uma tensão média CC menor na carga? 
 Foi o Retificador de Onda Completa com Center Tape.