Prática de circuitos retificadores: Aplicação de diodos em circuitos eletrônicos, Trabalhos de Tecnologia de Informação

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UNIVERSIDADE POSITIVO

AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

ELETRÔNICA ANALÓGICA

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA

CIRCUITOS COM DIODOS

Equipe: Fernando Lucas Nelson Santos Curitiba 2015

LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS

A – Ampère k – quilo m – mili  – micro p – pico V – Volt W – Watt  – Ohm ∞ – Infinito VRLp – Tensão na carga V2p – Tensão no secundário de pico VD – Tensão direta VBR – Tensão reversa T – Período F – Frequência TV2 – Período na Saída do Transformador FV2 – Frequência na Saída do Transformador TVD – Período da Tensão Reversa FVD – Frequência da Tensão Reversa TVRL – Período da Tensão na Carga FVRL – Frequência da Tensão na Carga Fripple – Frequência de Ripple Vripple – Tensão de Ripple

1 INTRODUÇÃO

O diodo, apesar de ser o dispositivo semicondutor mais elementar, é largamente empregado nos mais diversos circuitos eletrônicos. Neste relatório de aula prática serão estudadas várias aplicações do diodo em circuitos retificadores, polarizações direta e reversa dos diodos, realizando medições e com isso comparar os resultados obtidos com a teoria vista em sala de aula.

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 DIODOS

Os diodos são componentes eletrônicos que permitem a passagem de corrente elétrica em um só sentido, bloqueando correntes vindas em sentido oposto. 2.1.1 Retificação com Diodos Retificador é um dispositivo que permite que uma tensão ou corrente(CA) (normalmente senoidal) seja retificada, sendo transformada em contínua. Existem vários processos de retificação e vários tipos de retificação. Considerando o mais comum das retificações, a transformação de uma corrente alternada sinusoidal em corrente contínua: Figura 1 - Retificação de meia onda ou de onda completa Fonte: https://tecnounifran.wordpress.com/2011/02/20/retificacao-de-ondas

3.1.3 Procedimentos e Resultados Obtidos As condições de funcionamento de um diodo são verificadas pela medição de resistência através do multímetro. Esses testes se resumem na verificação da resistência do componente nos sentidos da condução e do bloqueio, utilizando a tensão fornecida pela bateria. Meça com o ohmímetro e anote no quadro acima a resistência direta e reversa do diodo. Resistência Valor (Ω) Polarização Direta 522 Polarização Reversa ∞  Baixa resistência interna (≈ 500Ω)

3.2 PRÁTICA 2 – CURVA CARACTERÍSTICA DO DIODO

3.2.1 Objetivo O objetivo desta experiência é comprovar de forma prática a curva característica do diodo comparando com as informações do fabricante. 3.2.2 Materiais e Componentes Utilizados Na tabela abaixo, são citados os materiais e equipamentos a serem utilizados bem como a relação de componentes. Materiais e equipamentos CI’s e Componentes Descrição Qtde Descrição Qtde Fonte de Alimentação CC 1 Diodo 1N4007 1 Protoboard 1 Resistor 1Kω 1 Multímetro 1 Potenciômetro 1kΩ 1

5º Trace o gráfico correspondente à curva característica do diodo. 3.3 PRÁTICA 3 – CIRCUITOS RETIFICADORES 3.3.1 Objetivo O objetivo desta experiência é estudar as diferentes formas de circuitos retificadores de sinais alternados, realizando medições e com isso comparar os resultados obtidos com a teoria vista em sala de aula. 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Gráfico

Corrente no Diodo (Id)

3.3.2 Materiais e Componentes Utilizados Na tabela abaixo, são citados os materiais e equipamentos a serem utilizados bem como a relação de componentes. Materiais e equipamentos CI´s e componentes Descrição Qtde Descrição Qtde Osciloscópio 1 Diodo 1N4007 4 Gerador de funções 1 Resistor 1kΩ 1 Fonte de Alimentação CC 1 Trafo 127/18V 1 Protoboard 1 Capacitor 100μ 1 Multímetro 1 Capacitor 1000μ 1 Gerador de funções 1

Cálculos: VD = 0,7 V VBR = 0,7 V VRLmd = V2p – 0,7 ÷ π VRLp = V2p – 0,7 VRLmd = 12,72 – 0,7 ÷ 3, VRLp = 12,72 – 0,7 VRLmd = 3,82 V VRLp = 11,2 V FV2 = FVD = FVRL = 60 Hz TV2 = ଵ ி TV2 = ଵ ଺଴ TV2 = 16,67ms TVD = ଵ ி TVD = ଵ ଺଴ TVD = 16,67ms TVRL = ଵ ி TVRL = ଵ ଺଴ TVRL = 16,67ms

Figura 2 – Retificador de onda completa com derivação central Retificador de Onda Completa com Derivação Central Parâmetro Valor Calculado ou Estimado Valor Medido V2p 25,5V 27,6V V2Ap V2Bp 12,75V 12,75V 13,8V -13,8V VD VBR 0,7V -25,5V 720mV -13,8V VRLp VRLmd 12,05V 7,89V 13,2V 8,2V TV2 fV2 16,69ms 59,9Hz 16,64ms 60Hz TV2A fV2A 16,69ms 59,9Hz 16,64ms 60Hz TV2B fV2B 16,69ms 59,9Hz 16,64ms 60Hz TVD fVD 16,69ms 59,9Hz 16,64ms 60Hz TVRL fVRL 8,33ms 120Hz 8,32ms 120Hz Cálculos: Usando fórmulas para chegar nos valores calculados, conforme, abaixo:  V2p = V 2. √2 = 18. √2 = 25,5V  VRLp = V2Ap – 0,7 = 12,05V  VRLmd = (V2p – 0,7) / π = 7,89V  TVD = 1 / f = 1 / 59,69 = 16,69ms  TVRL = 1 / f = 1 / 120 = 8,33ms

FVRL = 2. FV

TVD =

ଵ ி

FVRL = 2. 60

FVRL = 120 Hz TVD = ଵ ଺଴ TVD = 16,67ms TVRL = ଵ ி TVRL = ଵ ଵଶ଴ TVRL = 8,33ms

PARTE 2 – Montar o circuito conforme o diagrama da Figura 4, com V 1 = 127 VCA/60 Hz, V 2 = 12 VCA , RL = 1 k, C=100F e C = 1000 F  Calcular e/ou estimar os valores dos parâmetros listados no quadro abaixo;  Medir todos os valores dos parâmetros listados no quadro abaixo;  Comparar a forma de onda da tensão na carga obtida com e sem o filtro capacitivo acoplado ao circuito retificador;  Comparar os valores da tensão de ondulação (ripple) obtidos com os dois capacitores de filtragem. Figura 3 – Retificador de onda completa em ponte com filtro capacitivo Fonte Não-regulada com Filtro de 100 F Parâmetro Valor Calculado ou Estimado Valor Medido V2p 25,5V 20V VRLmd 13,4V 25,3V fripple 120Hz 120Hz Vripple 1,13mV 1,68V Fonte Não-regulada com Filtro de 1000 F Parâmetro Valor Calculado ou Estimado Valor Medido V2p 25,5V 20V VRLmd 13,4V 25,7V fripple 120Hz 120Hz Vripple 148mV 160mV

3.4 PRÁTICA 4 – REGULADORES DE TENSÃO

Diodo Zener (também conhecido como diodo regulador de tensão, diodo de tensão constante, diodo de ruptura ou diodo de condução reversa) é um dispositivo semelhante a um diodo comum, especialmente projetado para trabalhar em regime de condução reversa, ou seja, acima da tensão de ruptura da junção PN, neste caso há dois fenômenos envolvidos: o efeito Zener e o efeito avalanche. O dispositivo leva o nome em homenagem a Clarence Zener, que descobriu esta propriedade elétrica. 3.4.1 Objetivo O objetivo desta experiência é estudar a aplicação do diodo zener como regulador de tensão.

3.4.2 Materiais e Componentes Utilizados Na tabela abaixo, são citados os materiais e equipamentos a serem utilizados bem como a relação de componentes. Materiais e equipamentos CI’s e Componentes Descrição Qtde Descrição Qtde Osciloscópio 1 Capacitor 1000μ 4 Gerador de funções 1 Diodo 1N4007 1 Fonte de Alimentação CC 1 Diodo Zener 1N4733 1 Protoboard 1 Potenciômetro 1kΩ 1 Multímetro 1 Resistor 1kΩ 1 Gerador de funções 1 Transformador 127/12V 1