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FILTRO CAPACITIVO
OBJETIVOS:
a) verificar experimentalmente o comportamento e a atuação da filtragem capacitiva nos circuitos retificadores; b) calcular o valor médio retificado na carga; c) observar o efeito do capacitor de filtro na tensão de ondulação (ripple).
INTRODUÇÃO TEÓRICA
Conectando-se um capacitor na saída de um retificador, nós podemos obter uma tensão na carga que é aproximadamente constante.
Idealmente, a tensão na saída de um retificador com capacitor de filtro é bem próxima do valor de pico da tensão retificada, descontando-se o valor da tensão de ondulação (ripple) de pico a pico.
Quanto mais eficiente for o circuito de filtro, menor será a tensão de ondulação e portanto, maior será o valor médio da tensão na saída.
Aproximadamente, podemos dizer que:
Vdc = (Vp - Vd) - onde:
Vp = Vef ou Vrms x 1, Vr (pp) = Valor ret. máximo - Valor ret. mínimo Vd = tensão no diodo Vdc = tensão média na carga
A freqüência de ondulação de saída em um retificador de 1/2 onda é igual a freqüência da tensão que está sendo retificada, enquanto que para retificadores de onda completa, essa freqüência dobra.
Nesta experiência você fará, através de medições, uma análise comparativa da eficiência de um filtro capacitivo, em um retificador de onda completa e em um retificador de 1/2 onda.
PARTE PRÁTICA
MATERIAIS NECESSÁRIOS
1- Módulo de ensaios para retificadores 1- Multímetro digital ou analógico 1- Osciloscópio 1- Meça a resistência dos enrolamentos do primário e secundário do transformador de força e anote na tabela 1.
Atenção: Ao medir a resistência do primário certifique-se de que o mesmo esteja desligado da rede; ao medir a resistência do secundário, certifique-se de que pelo menos um dos terminais esteja totalmente livre, ou seja, sem qualquer conexão com alguma parte do circuito, para não ocasionar erro de leitura.
1 LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA GERAL – FILTRO CAPACITIVO
2- Suponha uma tensão no secundário igual a 12,6V + 12,6V (Es1 + Es2) e que R (^) L = 750F 05 7 e C = 220F 06 D F. Calcule e anote na tabela 2 os valores de cada grandeza listada.
3- Execute a fiação do circuito, com R (^) L 750 F 05 7 e C = 220F 06 D F.
4- Meça e anote os valores listados na tabela 2.
5- Troque o capacitor de filtro para C = 470F 06 D F e repita os procedimentos 2,3 e 4.
6- Troque o resistor de carga para R = 1,5kF 05 7 e repita os procedimentos 2,3 e 4.
Tabela 1: Resistência dos enrolamentos do transformador
R (^) PRIMÁRIO
R (^) SECUNDÁRIO (secundário 1)
R (^) SECUNDÁRIO (secundário 2)
R (^) SECUNDÁRIO (secundário 1 + secundário 2)
Tabela 2: Retificador de onda completa em ponte R (^) L = 750F 05 7 - C = 220F 06 D F CALCULADO MEDIDO
Tensão eficaz no secundário 25,2V
Tensão de pico de saída
Tensão média na carga
Corrente média na carga
Potência média na carga
Freqüência de ondulação
Tensão de pico a pico de ondulação
Tabela 3: R (^) L = 750F 05 7 - C = 470F 06 D F CALCULADO MEDIDO
Tensão eficaz no secundário 25,2V
Tensão de pico de saída
Tensão média na carga
Corrente média na carga
Potência média na carga
Freqüência de ondulação
Tensão de pico a pico de ondulação
Tabela 4: R (^) L = 1,5kF 05 7 - C = 470F 06 D F CALCULADO MEDIDO
Tensão eficaz no secundário 25,2V
Tensão de pico na saída
Tensão média na carga
Corrente média na carga
Potência média na carga
Freqüência de ondulação 2 LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA GERAL – FILTRO CAPACITIVO
a) tensão de pico do primário b) tensão de pico do secundário c) tensão eficaz do primário d) tensão eficaz do secundário
2- A tensão de ondulação de pico a pico diminui quando: a) a resistência de carga diminui b) o capacitor de filtro diminui c) a freqüência de ondulação diminui d) o capacitor de filtro aumenta
3- Qual é a relação de espiras do transformador utilizado nesta experiência?
4- A freqüência de ondulação na saída, em funcionamento normal é: a) 0 b) 60Hz c) 120Hz d) 240Hz
5- Quando a resistência de carga aumenta, a tensão de ondulação de pico a pico: a) diminui b) aumenta c) permanece constante d) nenhuma destas respostas é correta
6- Explique resumidamente o funcionamento de um filtro capacitivo.
7- Quando um diodo qualquer abre no retificador de onda completa em ponte, desta experiência, o circuito torna-se um filtro capacitivo alimentado por: a) retificador de 1/2 onda b) retificador em ponte c) retificador de onda completa d) conversor unilateral
8- Explique resumidamente o que acontece no circuito desta experiência se o capacitor de filtro abre.
9- Em um projeto você usaria capacitor de filtro de baixo ou alto valor de capacitância? Justifique sua resposta.
4 LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA GERAL – FILTRO CAPACITIVO
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FILTRO CAPACITIVO EM RETIFICADOR DE 1/2 ONDA
Nesta etapa analisaremos o comportamento de um filtro capacitivo em um retificador de 1/2 onda.
1- Execute a fiação do circuito em questão. Calcule e anote os valores listados na tabela 7, para uma carga R (^) L = 750F 05 7 e C = 220F 06 D F.
2- Meça e anote os valores listados na tabela 7.
Tabela 7: Retificador de 1/2 onda
RL = 750F 05 7 - C = 220F 06 D F CALCULADO MEDIDO
Tensão eficaz no secundário 25,2V
Tensão de pico de saída
Tensão média na carga
Corrente média na carga
Freqüência de ondulação
Tensão de pico a pico de ondulação
3- Compare os valores medidos na tabela 2 (retificador de onda completa em ponte) com os valores medidos na tabela 7 (retificador de 1/2 onda). Preencha a tabela 8.
Tabela 8: Comparação da atuação do filtro capacitivo em circuitos retificadores de onda completa e de 1/2 onda TABELA 2 Onda completa (medido)
TABELA 7
1/2 onda (medido)
Tensão eficaz no secundário
Tensão de pico de saída
Tensão média na carga
Corrente média na carga
Freqüência de ondulação
Tensão de pico a pico de ondulação
Porcentagem de ondulação
4- Para cada linha da tabela 8, faça uma análise comparativa, através de um breve resumo.
5 LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA GERAL – FILTRO CAPACITIVO
