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UNIDADE 3UNIDADE 3 RETIFICADORES Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Retificadores Os diodos possuem propriedades retificadoras, ou seja, só permitem a passagem da corrente em um único sentido. Os retificadores são circuitos utilizados para transformar a corrente alternada em corrente contínua. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Exemplo de circuito que utiliza retificação Transformador de Entrada Valores de tensão nas tomadas de alimentação: Os valores de tensão nas tomadas de alimentação podem ser de 127 Vrms ou 220 Vrms.podem ser de 127 Vrms ou 220 Vrms. No caso de 127 Vrms, pode variar de 114,3 Vrms a 139,7 Vrms. No caso de 220 Vrms, pode variar de 198 Vrms a 242 Vrms. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira A relação entre o valor rms e o valor máximo da tensão senoidal é dado por: Vrms = 0,707.Vp ou Vrms=Vp / sqrt(2) Transformador de Entrada A tensão de linha é muito alta para os dispositivos usados nos equipamentos eletrônicos. O transformador abaixa a tensão CA a níveis mais O transformador abaixa a tensão CA a níveis mais compatíveis com os componentes eletrônicos. O transformador é um componente formado por fios enrolados em espiras, capaz de elevar ou reduzir a tensão. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Transformador Transformador de Entrada Transformador Elevador: quando o enrolamento secundário tiver mais espiras que o enrolamento primário. Transformador Abaixador: quando o enrolamento Transformador Abaixador: quando o enrolamento secundário tiver menos espiras que o enrolamento primário. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira 2 1 2 1 N N V V 2 1 1 2 N N I I 2211 IVIVP Relações entre as grandezas do transformador Transformador Elevador Eleva a tensão e abaixa a corrente. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Transformador Abaixador Abaixa a tensão e eleva a corrente. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Exercício 1 Um transformador tem uma relação de 5:1 de espiras entre o primário e o secundário. A tensão no primário é 120 Vrms.primário é 120 Vrms. Este transformador é elevador ou abaixador ? Qual a tensão no secundário? Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Exercício 1 Um transformador tem uma relação de 5:1 de espiras entre o primário e o secundário. A tensão no primário é 120 Vrms.primário é 120 Vrms. Este transformador é elevador ou abaixador ? Qual a tensão no secundário? Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Exercício 1 Um transformador tem uma relação de 5:1 de espiras entre o primário e o secundário. A tensão no primário é 120 Vrms.primário é 120 Vrms. Este transformador é elevador ou abaixador ? Qual a tensão no secundário? Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Exercício 2 Um transformador tem uma tensão de 120 Vrms no enrolamento primário e uma tensão de 25 Vrms no enrolamento secundário. Se a corrente no secundário for de 1 Arms, qual será o valor da corrente de picofor de 1 Arms, qual será o valor da corrente de pico no primário? Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Exercício 2 Um transformador tem uma tensão de 120 Vrms no enrolamento primário e uma tensão de 25 Vrms no enrolamento secundário. Se a corrente no secundário for de 1 Arms, qual será o valor da corrente de picofor de 1 Arms, qual será o valor da corrente de pico no primário? Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Retificador de Meia Onda É o circuito mais simples capaz de converter uma corrente alternada em corrente contínua. A saída do secundário do transformador tem dois A saída do secundário do transformador tem dois ciclos de tensão: um semiciclo positivo e um semiciclo negativo. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Circuito retificador de meia onda Retificador de Meia Onda Durante o semiciclo positivo o diodo esta polarizado diretamente e a tensão do secundário incide na carga. Durante o semiciclo negativo o diodo está Durante o semiciclo negativo o diodo está polarizado reversamente e não há corrente circulando no circuito, implicando em não ter tensão no resistor. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Circuito retificador de meia onda 7,0 Vp Vdc Tensão no secundário Exercício 3 No circuito abaixo, o secundário do transformador apresenta uma tensão rms de 9V. Determine a tensão e a corrente média na carga. Considere o diodo dee a corrente média na carga. Considere o diodo de silício e a carga de 12Ω. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Exercício 3 No circuito abaixo, o secundário do transformador apresenta uma tensão rms de 9V. Determine a tensão e a corrente média na carga. Considere o diodo dee a corrente média na carga. Considere o diodo de silício e a carga de 12Ω. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Retificador de Onda Completa com Ponto Neutro Nesse circuito ocorre a tomada central no enrolamento secundário. O diodo superior D retifica o semiciclo positivo da O diodo superior D1 retifica o semiciclo positivo da tensão no secundário, enquanto o diodo inferior D2 retifica o semiciclo negativo da tensão. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Circuito retificador de onda completa com ponto neutro 4,1 Vp VdcTensão no secundário Exercício 4 No circuito abaixo, o secundário do transformador apresenta uma tensão rms de 9V. Determine a tensão e a corrente média na carga. Considere os diodos dee a corrente média na carga. Considere os diodos de silício e a carga de 12Ω. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Retificador de Onda Completa em Ponte Durante o semiciclo positivo da tensão os diodos D1 e D3 conduzem, enquanto D4 e D2 não conduzem. Durante o semiciclo negativo da tensão os diodos D Durante o semiciclo negativo da tensão os diodos D2 e D4 conduzem, enquanto D1 e D3 não conduzem. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Circuito retificador de onda completa em ponte Tensão no secundário 4,12 Vp Vdc Exercício 5 No circuito abaixo, o secundário do transformador apresenta uma tensão rms de 9V. Determine a tensão e a corrente média na carga. Considere os diodos dee a corrente média na carga. Considere os diodos de silício e a carga de 12Ω. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Exercício 5 No circuito abaixo, o secundário do transformador apresenta uma tensão rms de 9V. Determine a tensão e a corrente média na carga. Considere os diodos dee a corrente média na carga. Considere os diodos de silício e a carga de 12Ω. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Filtro com Capacitor A tensão de saída de um retificador aplicada numa carga é pulsante em vez de ser estável. Para obter uma tensão estável na carga é Para obter uma tensão estável na carga é necessário o uso de um filtro. Um capacitor é ligado em paralelo ao resistor de carga. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Circuito retificador incluindo filtro com capacitor Filtro com Capacitor Inicialmente o capacitor está descarregado. Durante a condução o capacitor carrega até o valor da tensão de pico VP.da tensão de pico VP. Posteriormente, o capacitor descarrega por meio da resistência de carga RL. Constante de tempo de descarga (RL x C). Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Circuito retificador incluindo filtro com capacitor Filtro com Capacitor Cálculo para a tensão de ondulação (ripple): O cálculo da tensão de ondulação é dado em termos de valores do circuito.termos de valores do circuito. Cf I VR . VR = tensão de ondulação Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira VR = tensão de ondulação pico a pico I = corrente CC na carga f = frequência de ondulação C = capacitância Exercício 6 Suponha que um retificador em ponte tenha uma corrente de carga de 10 mA e uma capacitância de filtro de 470 μF. Qual é a tensão de ondulação pico afiltro de 470 μF. Qual é a tensão de ondulaçãopico a pico de um filtro com capacitor? Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Exercício 7 Em um retificador em ponte com filtro capacitivo com uma tensão da rede de 120 Vrms e uma relação de espiras de 9,45 foi utilizado um capacitor de filtro de 470 μF e uma resistência de carga de 1 kΩ. Calcule:de carga de 1 kΩ. Calcule: a) A tensão eficaz e a tensão de pico no secundário. b)A tensão média e a corrente média na carga considerando as quedas de tensão nos diodos. c) A tensão de ondulação pico a pico na carga. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Ceifadores ou Limitadores O circuito ceifador ou limitador retira uma parte do sinal de tensão acima ou abaixo de um nível especificado.especificado. Utilizado para obtenção de formas de ondas especiais e na proteção de circuitos que recebem sinais. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Ceifador série positivo Ceifadores ou Limitadores Ceifador série negativo Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Ceifador paralelo simples Ceifadores ou Limitadores Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Ceifadores paralelos polarizados Exercício 8 Determine a forma de onda de saída para o circuito abaixo. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Grampeadores Os circuitos grampeadores necessitam além dos componentes dos circuitos ceifadores, de um capacitor. Um Grampeador CC acrescenta uma tensão CC ao Um Grampeador CC acrescenta uma tensão CC ao sinal. Se o sinal que entra varia de -10 V a +10 V, um grampeador CC positivo produzirá uma saída que excursiona de 0 a +20 V. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Sinal de entrada Grampeamento acima do nivel 0 Grampeamento abaixo do nivel 0 Multiplicadores de Tensão São empregados para manterem uma tensão de pico relativamente pequena no transformador, enquanto multiplicam a tensão de pico na saída.multiplicam a tensão de pico na saída. A tensão de pico na saída pode ser duas, três ou mais vezes a tensão de pico retificada. Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Dobrador de tensão de meia-onda Multiplicadores de Tensão Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Dobrador de tensão de onda completa Multiplicadores de Tensão Eletrônica Analógica Prof° Dr. Hélio Ferreira Triplicador e quadruplicador de tensão