Retificador monofásico não-controlado de meia-onda

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Curso: Engenharia Mecatrônica 
Disciplina: Eletrônica Industrial 
Semestre letivo: 2019.2 
 
 
 
GUILHERME CASTRO FROTA ARAÚJO 
 
 
 
Atividade 01 
 
 
 
Retificador monofásico não-controlado de meia-onda 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fortaleza, CE 
2019 
SUMÁRIO 
 
 
Pág. 
 
1. Retificador sem filtro 
capacitivo……………………………………………………….………………………………..[PÁG.] 
1.1. Software utilizado para a 
simulação ….…………………………………………………………………………..[PÁG.] 
1.2. Diagrama do circuito 
simulado ……………………………..………………………………………………………………..[PÁG.] 
1.3. Tensão de entrada 
(𝑣in) …………...……………………………...………………………………………………..[PÁG.] 
1.4. Corrente de entrada 
(𝑖in) .………………………………………….…………………………………………………..[PÁG.] 
1.5. Tensão reversa no diodo 
(𝑉𝐷(𝑅)) ……………………………………………………………………………………..[PÁG.] 
1.6. Tensão na carga 
(𝑉𝑜) …………………………………………………………………………………………………………..[PÁG.] 
1.7. Parâmetros de performance do 
retificador ……………………………………………………………………..[PÁG.] 
2. Retificador com filtro 
capacitivo…………………………………………………………………………………………..[PÁG.] 
2.1. Software utilizado para a 
simulação ….…………………………………………………………………………..[PÁG.] 
2.2. Diagrama do circuito 
simulado ……………………………..………………………………………………………………..[PÁG.] 
2.3. Ripple da tensão de saída 
(𝛥𝑉𝑜) ………………………………………………………………………………..[PÁG.] 
2.4. Tensão na carga 
(𝑉𝑜) …………………………………………………………………………………..………………………..[PÁG.] 
3. Referências 
bibliográficas…………………………………………………………………………………………………..………
………[PÁG.] 
 
 
 
1. Retificador sem filtro capacitivo 
 
1.1. Software utilizado para a simulação 
R. Psim versão 9.0.3.464 
 
1.2. Diagrama do circuito simulado 
R. 
 
Figura 1 – Diagrama do circuito com pontas de prova no Software Psim 
 
 
1.3. 𝑽in (tensão de entrada) 
 
1.3.1 𝑽in(𝒑𝒌) 
R. 
RESOLUÇÃO ANALÍTICA: 
 
𝑉𝑖𝑛(𝑝𝑘) = (24 ∗ √2) = 33,9411255 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠 
 
 
1.3.2 𝑽in(𝒂𝒗𝒈) 
R. 
RESOLUÇÃO ANALÍTICA: 
 
𝑉𝑖𝑛(𝑎𝑣𝑔) = 0 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠 
 
 
1.3.3 𝑽in(𝒓𝒎𝒔) 
R. 
RESOLUÇÃO ANALÍTICA 
 
𝑉𝑖𝑛(𝑟𝑚𝑠) = 
𝑉𝑖𝑛(𝑝𝑘)
√2
= 
33,9411255
√2
= 24 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠 
 
 
 
 
 
1.3.4 Forma de onda 
R. 
 
 
 Figura 2 – Forma de onda correspondente a 10 ciclos da tensão de entrada. 
 
 
 
Tabela 1.1 
Comparativo entre os valores calculados e simulados 
PARÂMETRO ANALÍTICO (Volts) SIMULADO (Volts) ERRO % 
Vin(pk) 33,9411255 33,941125 −1.473139127
∗ 10−6 
Vin(avg) 0 1.6193763
∗ 10−6 
𝐼𝑛𝑑𝑒𝑓𝑖𝑛𝑖𝑑𝑜 
Vin(rms) 24 23,999760 −1 ∗ 10−3 
 
 
 
1.4. 𝐼in (corrente de entrada) 
 
1.4.1 Iin(pk) 
 Iin(pk) = 
Vo(pk)
Ro
= 
33,2411255
120
= 0,277009379 Amperes 
 
 
 
1.4.2 Iin(avg) 
Iin(avg) = 
Vo(avg)
Ro
= 
10,58097887
120
= 0,088174823 Amperes 
 
 
 
 
1.4.3 Iin(rms) 
Iin(rms) = 
Vo(rms)
Ro
= 
16,62056275
120
= 0,138504689 Amperes 
 
 
 
1.4.4 Forma de onda 
 
 Figura 3 - Forma de onda correspondente a 10 ciclos da corrente de entrada. 
 
Tabela 1.2 
Comparativo entre os valores calculados e simulados 
PARÂMETRO ANALÍTICO(Amper) SIMULADO(Amper) ERRO % 
Iin(pk) 0,277009379 0,27700935 −1,046895961
∗ 10−7 
Iin(avg) 0,088174823 0,087131288 −0,01183484 
Iin(rms) 0,138504689 0,13771778 −5,68146108
∗ 10−3 
 
 
 
1.5. 𝑉𝑅𝑅 (tensão reversa sobre o diodo) 
 
 
1.5.1 𝑉𝑅𝑅(𝑝𝑘) = -Vin(pk) = −33,9411255 volts 
1.5.2 Forma de onda 
 
 
 
 
Tabela 1.3 
Comparativo entre os valores calculados e simulados 
PARÂMETRO ANALÍTICO(Volts) SIMULADO(Volts) ERRO % 
VRR(pk) −33,9411255 −33,941125 −1.473139127
∗ 10−6 
 
 
1.6. 𝑉𝑜 (tensão de saída) 
 
* Cálculo analítico: 
 
𝑉𝑜(𝑝𝑘) = 𝑉𝑖𝑛(𝑝𝑘) − 0,7 = 33,9411255 − 0,7 = 33,2411255 Volts 
 
𝑉𝑜(𝑎𝑣𝑔) = 
𝑉𝑜(𝑝𝑘)
𝑝𝑖
= 10,58097887 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠 
𝑉𝑜(𝑟𝑚𝑠) = 
𝑉𝑜(𝑝𝑘)
2
= 16,62056275 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠 
 
 
Forma de onda 
 
Tabela 1.5 
Comparativo entre os valores calculados e simulados 
PARÂMETRO ANALÍTICO(Volts) SIMULADO(Volts) ERRO % 
Vo(pk) 33,2411255 33,241122 −1,052912604
∗ 10−7 
Vo(avg) 10,58097887 10,455755 −0,011834809 
Vo(rms) 16,62056275 16,526134 −5,681441202
∗ 10−3 
 
 
 
1.7. Parâmetros de performance do retificador 
 
1.7.1 Potência média (C.C.) de saída 
𝑃𝑜(𝑎𝑣𝑔) = 𝑉𝑜(𝑎𝑣𝑔) ∗ 𝐼𝑜(𝑎𝑣𝑔) = 10,58097887 ∗ 0,088174823 = 0,932975939W 
 
1.7.2 Potência eficaz (C.A.) de saída 
𝑃𝑜(𝑐𝑎) = 𝑉𝑜(𝑟𝑚𝑠) ∗ 𝐼𝑜(𝑟𝑚𝑠) = 16,62056275 ∗ 0,138504689 = 2,302025875𝑊 
 
1.7.3) Rendimento 
𝑛 = 
𝑃𝑜(𝑎𝑣𝑔)
𝑃𝑜(𝑐𝑎)
=
0,932975939
2,302025875
= 0,405284731 
 
1.7.4) Valor eficaz da componente C.A. (rms) da tensão de saída 
𝑉𝑜(𝑐𝑎) = √𝑉𝑜(𝑟𝑚𝑠)2 − 𝑉𝑜(𝑎𝑣𝑔)2 = √16,620562752 − 10,580978872 = 12,81740973 
 
 
1.7.5) Fator de forma 
 
𝐹𝐹 = 
𝑉𝑜(𝑟𝑚𝑠)
𝑉𝑜(𝑎𝑣𝑔)
= 
16,62056275
10,58097887
= 1,570796327 
 
1.7.6) Fator de ripple (ou Fator de ondulação) da tensão de saída 
𝑅𝐹 = √𝐹𝐹2 − 1 = √1,5707963272 − 1 = 1,211363323 
 
 
2. Retificador com filtro capacitivo 
 
2.1. Software utilizado para a simulação 
R. Psim versão 9.0.3.464 
 
2.2. Diagrama do circuito simulado 
 
 
2.3. 𝛥𝑉𝑐 (ripple de tensão no capacitor) 
2.3.1 Ripple 
 𝑤𝐶𝑅 = 2 ∗ 𝑝𝑖 ∗ 120 ∗ 120𝑢𝐹 = 5,4286 → 0,66 ∗
𝑉𝑐(𝑚𝑖𝑛)
𝑉𝑚
= 𝑉𝑐(min) = 0,66 ∗ 33,2411255 = 21,93914283 → 
𝑅𝑖𝑝𝑝𝑙𝑒 = 𝑉𝑚 − 𝑉𝑐(𝑚𝑖𝑛) = 11,30198267 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠 
 
 
 
Tabela 2.1 
Comparativo entre os valores calculados e simulados 
PARÂMETRO ANALÍTICO(Volts) SIMULADO(Volts) ERRO % 
ΔVC 11,30198267 20,110789 
 
 
 
2.4. 𝑉𝑜 (tensão de saída) 
 
 
 
2.4.1 𝑉𝑜(𝑝𝑘) = (24 ∗ √2) − 0,7 = 33,2411255 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠 
 
2.4.2 𝑉𝑜(𝑎𝑣𝑔) = 
 
2.4.3 𝑉𝑜(𝑟𝑚𝑠) = 
2.4.4 Forma de onda 
 
 
 
 
Tabela 2.2 
Comparativo entre os valores calculados e simulados 
PARÂMETRO ANALÍTICO(Volts) SIMULADO(Volts) ERRO % 
Vo(pk) 33,241122 
Vo(avg) 22,648657 
Vo(rms) 23,479494 
 
3. Referências bibliográficas 
 
 
 
[AUTOR], [ANO] [AUTOR ULTIMO NOME], [AUTOR PRIMEIRO NOME E DEMAIS SOBRENOMES ABREV.], 
“[TITULO]”, [EDITORA], [ANO], [EDIÇÃO] 
. 
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[AUTOR], [ANO] [AUTOR ULTIMO NOME], [AUTOR PRIMEIRO NOME E DEMAIS SOBRENOMES ABREV.], 
“[TITULO]”, [EDITORA], [ANO], [EDIÇÃO] 
[AUTOR], [ANO] [AUTOR ULTIMO NOME], [AUTOR PRIMEIRO NOME E DEMAIS SOBRENOMES ABREV.], 
“[TITULO]”, [EDITORA], [ANO], [EDIÇÃO] 
[AUTOR], [ANO] [AUTOR ULTIMO NOME], [AUTOR PRIMEIRO NOME E DEMAIS SOBRENOMES ABREV.], 
“[TITULO]”, [EDITORA], [ANO], [EDIÇÃO]