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Eletrônica de potência 1)A eletrônica de potência teve um grande crescimento a partir do fim do século XX, estando presente em praticamente todas as situações do cotidiano. Qual foi o maior motivo para a evolução da eletrônica de potência? c)Maior complexidade dos dispositivos eletrônicos. 2)Considerando os circuitos dos exemplos, repita-os para uma fonte de 10 V e uma carga resistiva de 10 Ω de tensão nominal 2 V. Percentualmente, qual é a potência desperdiçada no divisor resistivo? d)80%. 3)O tiristor é um dispositivo de chaveamento semicontrolado. Em quais condições ele deixa de conduzir? b)Quando a corrente circulando por seu anodo e catodo é menor que a corrente de sustentação. 4)Os dispositivos da eletrônica de potência tem como uma das principais características a conversão de energia elétrica em energia elétrica. Em uma fonte chaveada quantos processos de conversão de energia estão presentes? d)IV. 5)Um inversor de frequência tem a função de transformar energia elétrica em corrente contínua em energia elétrica em corrente alternada. De acordo com o diagrama de blocos, qual a função do controlador no inversor de frequência em ponte completa? e)Chavear os componentes da ponte H formando um sinal alternado em sua saída. Dispositivos estáticos 1)O chaveamento é uma técnica fundamental na conversão de energia elétrica. Das opções a seguir, qual é a que contempla um exemplo de aplicação da eletrônica de potência? b)Fonte em um computador. 2)Os circuitos divisores resistivos para regulação de tensão têm eficiência que varia de acordo com a razão entre os resistores do circuito. Utilizando o circuito a seguir, considerando uma fonte de 12 V alimentando um circuito com RD = 3 Ω e os seguintes valores de R: 3 Ω, 6 Ω, 9 Ω e 12 Ω, determine a eficiência para cada caso. c)50%, 67%, 75% e 80%. 3)A eficiência em um circuito divisor resistivo tem variação linear se considerada a razão entre a tensão em uma carga e a tensão total da fonte. Se em um determinado circuito a eficiência for de 70% e a potência na carga for de 100 W, qual é a potência aproximada fornecida pela fonte? d)143 W. 4)De forma fundamental, os circuitos de chaveamento permitem eficiências maiores apenas escolhendo de maneira apropriada os intervalos de tempo em que o elemento chaveador permanece fechado ou aberto. Se é necessário que uma fonte de 15V entregue 5V a uma carga, e que o elemento chaveador pode ficar fechado apenas 15 ns, por quanto tempo esse deve ficar aberto? e)30 ns. 5)A retificação trifásica consiste em utilizar 6 diodos em ponte, gerando um único sinal pulsado a partir da tensão trifásica equilibrada. Considerando o sistema trifásico na situação da figura a seguir, o primeiro par de diodos a conduzir é: a)D1 e D2. Diac 1)Assinale a alternativa que apresenta corretamente o que é o DIAC: c)Um tiristor. 2)Quantas junções PN existem em um DIAC? d)4. 3)O DIAC é um semicondutor de que tipo? e)Semicondutor bidirecional. 4)O valor típico de disparo dos DIACs é: c)de 20 a 40 V. 5)Os terminais do DIAC são: c)MT1 e MT2. T.U.P. 1) A estrutura interna do TUP é formada pela junção de camadas: d) PNPN. 2) O TUP é dito programável porque permite definir sua: c) tensão de disparo. 3) Os transistores de unijunção progamável são utilizados como: b) osciladores. 4) O nome dos terminais de um TUP são: e) gate, anodo e catodo. 5) O TUP é um transistor de unijunção porque: b) tem a mesma aplicação do TUJ. S.C.R e TRIAC 1)O SCR é composto pela junção de quatro camadas de materiais dos tipos P e N, sendo que em um deles é disposto o terminal de gatilho. Marque a alternativa correta para a sequência dos materiais utilizados e a posição do gatilho, considerando o sentido do anodo para o catodo. c)PNPN, sendo o gatilho disposto na terceira camada composta pelo material do tipo P. 2)Considerando a operação do SCR sob condições ideais, qual das alternativas está correta com relação às duas maneiras de interromper a corrente que passa pelo dispositivo sem que seja danificado? Considere que não há mais tensão no gatilho. c)Interrompendo o fluxo de corrente no circuito elétrico em que o SCR esteja conectado ou aplicando uma tensão VD com polaridade negativa menor que a especificada pela folha de dados disponibilizada pelo fabricante. 3)O TRIAC é composto pela junção de dois dispositivos SCRs. Portanto, o funcionamento de ambos são bem semelhantes. Assinale a alternativa correta que aponta a principal diferença do TRIAC em relação ao SCR. e)O TRIAC é capaz de conduzir corrente em ambos os sentidos. 4)O SCR é formado por dois transistores conectados de tal forma que seja possível uma realimentação de corrente de base em ambos, após ser aplicada uma tensão no terminal de gatilho. Qual a tensão mínima dessa tensão e qual sua justificativa? c)0,7 V necessário para polarizar a base do transistor NPN. 5)Considerando que a tensão VD sobre o SCR ou TRIAC seja positiva, o ângulo de disparo define o instante em que esses dispositivos começam a operar como chave fechada. Com base em um circuito elétrico cuja fonte de tensão de entrada senoidal tenha valor de tensão eficaz e frequência fixa e cuja carga seja puramente resistiva, é possível concluir que: a)quanto maior for o ângulo de disparo, menor será a tensão eficaz na carga. TUJ 1) Para qual finalidade é utilizado o transistor de unijunção (TUJ)? b) Acionamento de SCRs e TRIACs. 2) Para que o TUJ fique polarizado diretamente, a tensão do emissor (VE) deve ser maior do que a _____________________________. c) tensão de disparo 3) São realizados testes no circuito do TUJ para podermos validar a sua operação. Qual grandeza elétrica é mensurada nesses testes? a) Resistência. 4) Qual o tipo de forma de onda que são apresentadas na saída de um oscilador de relaxação? e) Dente de serra ou retangular. 5) Qual a condição necessária para que o TUJ acione o disparo de um tiristor? d) VC = VP Transistores de potência 1) A corrente no coletor de um TJB é de 1 mA e o ganho β é de 90. Qual a corrente na base e o valor de α? Considere que o transistor não esteja saturado. d) iB = 11,11 µA e α = 0,9890 2) Um circuito de polarização de um transistor tem os seguintes parâmetros: VCC = 10 V, VBB = 6 V, RC = 4,7kΩ, RB = 470kΩ e β= 150. Determine os valores aproximados da corrente iC e da tensão VCE de operação do transistor. a) iC = 1,691 mA e a tensão VCE = 2,05 V 3) Assinale a afirmativa correta com relação aos controles de correntes no coletor do TJB e do IGBT. b) No TJB, o controle é por meio da corrente na base, e no IGBT o controle é pela tensão na porta. 4) O IGBT é uma solução eficaz para aplicações que exigem: d) elevada frequência de chaveamento e elevada corrente. 5) Um IGBT é utilizado para acionar uma carga de 15 Ω a partir de uma fonte de tensão contínua de 400 V. A tensão de saturação VCE(sat) é de 1,5 V. Esse dispositivo tem um valor de VGE(TH) de 6,2 V. Determine a tensão VGE necessária para acionar o dispositivo e a corrente que circularão pela carga. b) VGE ≥ VGE(TH) e iC = 26,57 DC/DC 1) Deseja-se projetar um conversor buck com os seguintes parâmetros: Vin = 10 V, VO = 4 V, R = 100 e frequência de operação de 25 kHz. O valor do indutor para que se tenha uma variação de corrente de 40% nesse dispositivo deve ser de: d) 6 mH. 2) A partir de uma bateria de 12 V, deseja-se obter uma tensão de 30 V. Para isso, pode-se utilizar um conversor boost com razão cíclica de: e) 0,600. 3) Deseja-se projetar um capacitor de saída para o conversor boost cuja variação de tensão de saída seja menor que 5%. Os parâmetros de projeto são: Vin = 10, VO = 25 V, frequência de operaçãode 50 kHz e potência na carga de 75 W. O valor do capacitor deve ser: a) maior ou igual que 3,84 μF. 4) Um conversor buck-boost é utilizado para se obter uma tensão regulada na saída que possa variar entre 20 V e 30 V. Para isso, utiliza-se uma fonte de tensão de 9 V. Quais são os valores da razão cíclica que resultam nos valores de tensão de saída exigidos? d) 0,690 e 0,769, respectivamente. 5) Em virtude da posição dos componentes no circuito, é possível, para fins de estudo, que a entrada seja substituída por uma fonte de corrente. Dentre as topologias estudadas, pode(m) ser citada(s): d) conversor boost. Enade Com base nas informações apresentadas, assinale a alternativa com o correto ângulo de disparo dos tiristores para que o requisito de projeto seja atendido. c. 60° I. A corrente média que recarrega a bateria é de 0,45 A. II. A potência entregue pelo painel fotovoltaico é de 101,25 W. III. Quando o transistor conduz, o diodo suporta a tensão reversa de 15 V. É correto o que se afirma em c. I e III, apenas. I. A primeira etapa do circuito, composta por uma ponte retificadora (onda completa) trifásica e dois capacitores de filtro, resulta em uma fonte CC simétrica, pois há um ponto de terra como referência. II. O barramento CC alimenta a segunda etapa, constituída de seis transistores IGBTs que são ”ligados e desligados" por meio de uma lógica de controle, de modo a proporcionar a circulação de uma corrente alternada pelo motor. III. Na operação, os transistores devem ser ligados 2 a 2, de forma a serem obtidas oito combinações que resultam em tensões trifásicas defasadas de 120º. É correto o que se afirma em a. I e II, apenas. A respeito do esquema elétrico apresentado e do conhecimento sobre circuitos retificadores, assinale a alternativa correta. b. Este retificador é do tipo onda completa semicontrolado, pois independente do controle de fase não é possível mudar a polaridade da saída, porém pode-se controlar o valor médio da tensão de onda completa sobre a carga resistiva.
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