prova-2013-1-sub

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6872 Fundamentos de Eletroˆnica
Avaliac¸a˜o Escrita 1-sub/2013
RA/Nome:
1) [10%] Considere no circuito da figura abaixo que todos
os componentes sa˜o ideais. Explique o funcionamento do
circuito.
D1
D2
C1
C2
RL
s s
s
s
2) [20%] Considere o circuito da figura abaixo, onde R1 = 7
Ω, R2 = 5 Ω, R3 = 6 Ω, R4 = 6 Ω, E1 = 6 V e E2 = 18 V.
Determine a tensa˜o entre os pontos A e B (VAB), a corrente
I3 e a tensa˜o sobre o resistor R4.
R1
R2
I1
R3
I2
E1
I3
R4
E2
I4
s
s
s
s
A
B
3) [30%] Fac¸a o projeto de uma fonte de alimentac¸a˜o
que fornec¸a a` carga tensa˜o de 24 V e corrente de 500 mA,
sendo tolerado um ripple de 2 V. A fonte deve ser ligada a`
rede de energia ele´trica de 127 V e 60 Hz, e deve utilizar
transformador na entrada, ponte de diodos para retificac¸a˜o e
capacitor para filtragem. Determine a relac¸a˜o de espiras do
transformador, as correntes de prima´rio e secunda´rio do trans-
formador, a corrente pelos diodos e o valor do capacitor. Apo´s
o projeto, verificou-se que esta˜o disponı´veis apenas capacitores
de 500 µF. Quantos destes capacitores sa˜o necessa´rios para a
fonte? Eles devem ser colocados em se´rie ou paralelo? Com
este conjunto de capacitores, qual o valor real do ripple?
4) [30%] Considere o regulador de tensa˜o da figura abaixo,
onde tensa˜o na carga e´ 9 V e a corrente na carga pode variar
entre 0 mA e 10 mA. Suponha que a tensa˜o de entrada
VE e´ 12 V ± 10%. Ale´m disso, considere que o diodo
zener disponı´vel tem poteˆncia ma´xima de 500 mW. Calcule
o valor de R para que o circuito funcione apropriadamente.
Selecione para R um valor comercial e calcule qual a corrente
ma´xima de carga que este circuito permite. Considere que
c©2013 UEM. Material elaborado por E. J. Leonardo.
os valores comerciais de resistores sa˜o r × 10n onde r ∈
{1; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 8,2; 10} e n ∈
{−1; 0, 1, 2; . . . ; 6}.
R
D Carga
s
s
❝
❝
✻VE
5) [10%] Considere o circuito da figura abaixo, onde E >
0. Determine a relac¸a˜o entre os resistores para que a tensa˜o
VAB = 0 V.
E
R1
R2
R3
R4
s
s
A B
1) Circuito dobrador de tensa˜o.
2) Na u´ltima malha, −E1+VR4−E2 = 0 e portanto VR4 =
24 V. Com a lei dos no´s, I3 = I1+I2+I4 = 612+
6
6+
24
6 = 5,5
A. VAB = −E1 = −6 V.
3) Vˆ1 = 127
√
2 ≈ 179,6 V. Vˆ2 = 24 + 1,4 + 1 = 26,4
V. N1/N2 ≈ 179,6/26,4 ≈ 6,8. T = 1/60 ≈ 16,67
ms. τ ≈ 16,67m/(2pi) arccos[(24 − 2)/24] ≈ 1,09 ms.
C ≈ 0,5(16,67m/2 − 1,09m)/2 ≈ 1,81 mF. ID ≈ 3,8
A. I1 ≈ 0,56 A. Sa˜o necessa´rios 4 capacitores de 500 µF
cada, colocados em paralelo, totalizando 2 mF. Novo ripple
∆V ′ ≈ 0,5(16,67m/2− 1,09m)/(2m) ≈ 1,8 V.
4) Zener de 0,5 mW. IZmax = 0,5/9 ≈ 55,6 mA. IZmin ≈
10% 55,6m ≈ 5,6 mA. Rmax ≈ (10,8− 9)/(10m+ 5,6m) ≈
115 Ω. Rmin ≈ (13,2 − 9)/55,6m ≈ 76,5 Ω. R selecionado:
100 Ω. Corrente ma´xima na carga de fato: I ′Lmax ≈ (10,8 −
9)/100− 5,6m ≈ 12,4 mA.
5) VA = I1R2. VB = I2R4. Para VAB = 0 temos que VA =
VB ou I1R2 = I2R4. Ale´m disso, sabe-se que I1R1 = I2R3
ou I1 = I2R3/R1. Substituindo temos I2R3/R1R2 = I2R4
ou R3/R1 = R4/R2 para VAB = 0.