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24/05/2020 UNIP - Universidade Paulista : DisciplinaOnline - Sistemas de conteúdo online para Alunos.
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RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM PONTE
O retificador de onda completa em ponte usa quatro diodos e não necessita de
transformador com derivação central. Os dois ciclos de tensão de entrada são
aproveitados. Uma vantagem do retificador em ponte com relação ao retificador
de onda completa com dois diodos é que no primeiro toda a tensão do
enrolamento secundário é aproveitada, enquanto que, no outro, apenas a metade
da tensão no secundário chega aos terminais da carga. A figura abaixo mostra um
desenho do circuito de um retificador em ponte.
Observe na figura (A) a polaridade da tensão no enrolamento secundário. Como a
polaridade positiva da tensão está mais próxima do
anodo de D1 e a polaridade negativa mais próxima do catodo de D3, ambos estão
polarizados diretamente. Observe que a polaridade
positiva da tensão no enrolamento secundário está mais próxima do catodo de D4
e a polaridade negativa está mais próxima do anodo de D2, então estes estão 
polarizados reversamente. A figura (B) mostra o caminho da corrente
considerando os diodos como chaves.
No semiciclo negativo ocorre o inverso. Os diodos D1 e D3 ficam polarizados
reversamente e os diodos D2 e D4 ficam polarizados diretamente figura (A). Na
figura (B) há o desenho do circuito considerando os diodos como chaves, o que
facilita a visualização da polaridade na carga. Por causa da estrutura da ligação, o
fluxo de corrente na carga é sempre no mesmo sentido, o que significa que para a
carga a polaridade da tensão é a mesma. Assim um novo semiciclo positivo
aparece na carga.
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Os gráficos abaixo mostram a tensão no secundário e na carga.
A freqüência no resistor de carga é o dobro da freqüência da tensão de entrada.
Esse fato é importante quando usarmos um capacitor de filtro.
A tensão média no retificador de onda completa é o dobro da tensão média no
retificador de meia onda. Isto se deve ao fato que o retificador de onda completa
usa os
dois semiciclos da tensão de entrada e, o retificador de meia onda só usa um
semiciclo. Assim:
A corrente na carga será dada por:
 
Ao projetar um retificador de onda completa, a corrente direta que cada diodo
deverá suportar tem que ser maior que Icc(diodo), lembrando que como cada par
de diodo conduz em apenas um semiciclo, a corrente Icc(diodo)=Icc/2.
A tensão de pico inversa em cada diodo deve ser maior que a tensão de pico do
secundário.
Retificador com filtro capacitivo
A tensão de saída dos retificadores estudados até agora são do tipo pulsante
apesar de serem cc. Estes tipos de retificadores geralmente são usados para
alimentação de motores e para cargas em baterias automotivas. Para tentar
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minimizar o efeito de "pulsação" um filtro capacitivo pode ser inserido na saída do
retificador e antes da carga.
Retificador de meia onda com filtro capacitivo.
A figura abaixo mostra um retificador de meia onda com filtro capacitivo. Durante
o primeiro quarto do ciclo de tensão, o diodo está com polarização direta, assim o
diodo liga a fonte diretamente através do capacitor e este se carrega, até a tensão
de pico do secundário do trafo. Passado o pico deste ciclo o diodo fica polarizado
reversamente, comportando-se como uma chave aberta. Isso acontece pois a
tensão no anodo é menor que a do catodo (que é a tensão armazenada no
capacitor). Assim o capacitor se descarrega através da resistência de carga. O
detalhe é escolher o capacitor de tal maneira que a constante de tempo de
descarga (RC) seja muito maior que o período do sinal de tensão do secundário.
Assim, o capacitor não se descarrega completamente e um novo ciclo é iniciado.
Quando a tensão no secundário atinge o pico negativo, o diodo terá em seus
terminais aproximadamente duas vezes a tensão de pico no
secundário. Esta é a máxima tensão que o diodo terá em seus terminais quando
polarizado reversamente, ou seja, deve ser levado em consideração ao
escolhermos o diodo.
Quando termina o ciclo negativo, a tensão no secundário do transformador, no
ciclo positivo existirá um instante em que a tensão irá ultrapassar a tensão no
capacitor. Assim o diodo volta a conduzir, ligando os terminais do capacitor ao
secundário, isso faz com que o capacitor volte a se carregar até atingir a tensão
de pico. Quando a tensão no secundário do transformador volta a cair, diminuindo
o seu valor para fechamento do ciclo, o diodo abre novamente e o capacitor volta
a se
descarregar em cima da carga, repetindo novamente o ciclo.
Devemos notar que o diodo só conduz durante uma parte do semiciclo positivo,
período em que o capacitor recupera sua carga.
Quanto maior a resistência da carga menor a ondulação da tensão. Um outro
procedimento para diminuir a ondulação, que é a variação da tensão de saída na
carga, é usarmos um retificador de onda completa ao invés de um retificador de
meia onda, como o mostrado na figura abaixo, caso (A) retificador com derivação
central e caso (B) retificador em ponte.
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Nesses retificadores acima a ondulação é minimizada. Isto acontece pois nestes
retificadores os dois ciclos de entrada são usados, assim, o tempo de descarga do
capacitor é duas vezes menor. Para se determinar a ondulação pico a pico usamos
a expressão:
Lembrando que a frequencia (f) usada na expressão é a frequencia da tensão no
secundário para o retificador de meia onda, mas o dobro da frequencia do
secundário para o caso do retificador de onda completa.
Para um projeto, podemos usar a regra dos 10%, ou seja, que esta ondulação
seja menor que 10% da tensão de pico na carga. Para calcularmos o valor Vcc da
tensão na carga podemos usar a seguinte expressão:
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A corrente na carga pode ser determinada por:
Para as especificações do didodo devemos lembrar que no retificador de meia
onda a corrente máxima do diodo deve ser maior que a corrente na carga e para o
retificador de onda completa, a corrente máxima do diodo deve ser maior que
metade da corrente de carga, uma vez que cada diodo só conduz em um dos
ciclos do sinal de tensão do secundário.
Para o retificador de meia onda, a tensão de pico inversa deve ser maior que duas
vezes a tensão de pico do secundário, pois é preciso lembrar que o dido fica
submetido a um potencial que provém do secundário e a outro que provém do
diodo.
Nos retificadores de onda completa com derivação central e em ponte a tensão de
pico reversa que cada diodo tem em seus terminais ocorre quando a tensão no
secundário atinge os picos, ou seja, é igual a Vp(sec). Para esses retificadores o
capacitor não influencia na tensão de pico inversa.
CIRCUITOS COM DIODOS: CEIFADOR
A figura abaixo mostra um ceifador positivo. Este circuito ceifa a parte positiva do
sinal. A compreensão do circuito é simples: durante a metade positiva do ciclo o
diodo entra em condução, a partir do valor de 0.7V, assim ele coloca a sua tensão
sobre a carga que está paralela a ele. Durante o semiciclo de entrada negativo o
diodo fica polarizado reversamente, ou seja, o sinal de entrada é transferido a
carga. Uma escolha adequada é ter o resistor de carga RL no mínimo 100 vezes
maior que o resistor limitador. Se a polaridade do diodo for invertida o ceifador
será negativo, ou seja, o semiciclo negativo será retirado da carga.
 
Exemplo 1: Suponha que a corrente de carga de carga cc seja de
aproximadamente20mA e a capacitância de 4,7mF. Admitindo-se um retificador
em ponte e uma frequência de entrada de 60Hz, a ondulação de pico a pico será:
Exemplo 2: Suponha um retificador com filtro capacitivo e 100Ω de resistor de
carga. Supondo que a tensão de pico no secundário seja de 20V e usando a regra
dos 10%, determine o valor da capacitância do filtro.
Faça a estimativa da corrente de carga de:
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através da regra dos 10% estimamos que a ondulação de pico a pico será de 2,0V,
assim podemos usar:
 
 
 
Exercício 1:
Para o circuito abaixo considere a carga resistiva de 400ohm.
A tensão no secundário é de 60V AC. A corrente na carga será de:
A)
 100mA
B)
 30mA
C)
67,5mA
D)
135mA
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E)
167mA
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Exercício 2:
Para o circuito abaixo considere a carga resistiva de 400ohm e tensão no
secundário de 40V AC.
Temos a disposição os seguintes diodos:
I) 1N914 I0=50mA e 20 V (tensão máxima inversa)
II) 1N3070 I=100mA e 175 V (tensão máxima inversa)
III) 1N 4002 I0=1,0 A e 100V (tensão máxima inversa)
IV) 1N1183 I0=35,0 A e 50V (tensão máxima inversa)
Os diodos que podem ser usados neste retificador são:
 
A)
I
B)
 II
C)
I e II
D)
III
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E)
I e IV
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Exercício 3:
Para o retificador em ponte com filtro capacitivo abaixo:
Possui um tensão de pico de saída de 25V, resistência de carga de 220 ohm e o
capacitor de 500microfarad a tensão de ondulação de pico a pico será mais
próxima de:
 
A)
0,5V
B)
 2,3V
C)
1,1 V
D)
0,9V
E)
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1,9V
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Exercício 4:
Para o circuito abaixo considere a carga de 400ohm.
Uma medida através do secundário do transformador fornece o valor de 24V AC.
Na sequencia uma medida de 21,6V CC na carga é medida. Existe um problema
neste circuito, uma das causas do mal funcionamento pode ser:
I) capacitor de filtro em curto;
II) capacitor de filtro aberto,
III) resistor de carga muito grande;
IV) resistor de carga muito pequeno.
A alternativa que engloba as possíveis causas é:
A)
I
B)
 II
C)
I e III
D)
II e IV
E)
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III e IV
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Exercício 5:
Uma página da internet colocou o diagrama a seguir como sendo um retificador
de onda completa em
ponte.
Em relação ao exposto, assinale a alternativa correta.
 
A)
O diagrama está correto.
B)
Os diodos D1 e D2 estão invertidos.
C)
Os diodos D3 e D4 estão invertidos.
D)
Os diodos D1 e D3 estão invertidos.
E)
e) Os diodos D2 e D4 estão invertidos.
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Exercício 6:
A tensão pico a pico da ondulação diminui quando:
A)
a resistência de carga diminui
B)
o capacitor de filtro aumenta
C)
 a frequência da ondulação diminui
D)
o capacitor de filtro aumenta
E)
a tensão do secundário aumenta
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Exercício 7:
Você irá projetar um retificador em ponte com filtro capacitivo. Considere que a
tensão cc na carga de 15V e uma ondulação de pico a pico de 1,0V para uma
resistência de carga de 680 ohm. Assim, considerando a rede com frequência de
entrada no transformador com 60Hz, o capacitor de filtro será um valor mais
próximo de:
A)
1,8 nanofarad
B)
 184 microfarad
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C)
184 milifarad
D)
200 nanofarad
E)
1000 microfarad
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Exercício 8:
A figura abaixo mostra o diagrama esquemático de um circuito
projetado para alimentar uma carga resistiva (RL) de 12 ohm, com uma
tensão com valor médio de 12 V e com oscilação (ripple) de 100
mV.
Com relação a esse circuito, julgue os itens subsequentes:
I ) Se a tensão na entrada da fonte diminuir de 220 VRMS para
200 VRMS, a tensão aplicada à carga terá um valor médio
menor que 12 V e apresentará oscilação (ripple) maior que
100 mV.
II) Caso, devido a uma solda fria, um dos terminais do capacitor
não apresente contato elétrico efetivo com o restante do
circuito, então a tensão aplicada à carga RL será uma tensão
senoidal retificada em onda completa, com tensão máxima
menor que 12 V.
III) Se, por um erro, for conectada ao circuito uma carga RL de
6 ohm, em vez de 12 ohm, a tensão aplicada a essa carga terá um
valor médio maior que 12 V e apresentará oscilação (ripple)
menor que 100 mV.
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A)
I-V, II-V, III-F
B)
I-V, II-F, III-V
C)
I-F, II-F, III-F
D)
I-F, II-V, III-V
E)
I-F, II-F, III-V
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