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Universidade Federal do Ceará — Disciplina de Laboratório de Eletrônica Analógica 5 PRÁTICA Nº 02 - RETIFICADORES MONOFÁSICOS DE MEIA ONDA E ONDA COMPLETA SEM E COM FILTRO CAPACITIVO 1. OBJETIVOS Montar e analisar circuitos retificadores monofásicos de meia onda e onda completa, sem e com filtro capacitivo mediante teoria, simulação e experimentação. 2. INFORMAÇÃO TEÓRICA Os circuitos retificadores integram a maioria dos circuitos eletrônicos que necessitam de uma fonte de tensão CC condicionada a partir de uma fonte CA senoidal disponível na rede elétrica na frequência de 60 Hz. Os circuitos retificadores a serem montados durante a prática são apresentados na Figura 2. Nota-se que o simples acréscimo de um filtro capacitivo é capaz de reduzir a ondulação na forma de onda da tensão no capacitor, permitindo assim o aumento do valor médio da tensão de saída, conforme proposto na Figura 1. Para os retificadores sem filtro capacitivo, a resistência de carga é determinada mediante o valor da tensão eficaz e da potência a ser dissipada, conforme mostra a Eq. (3). Agora, para retificadores com filtro capacitivo e considerando que a ondulação de tensão sobre o capacitor filtro é pequena, a tensão eficaz é aproximadamente igual à tensão média, cujos valores são usados para determinar a resistência de carga, conforme mostra a Eq. (9). As capacitâncias dos capacitores de filtro para os retificadores de meia onda e onda completa são determinadas mediante o prévio conhecimento da corrente média de saída e da ondulação requerida. As equações para o dimensionamento são apresentadas nas Egs. (7) e (8). (a) Equações de tensão eficaz de saída para retificadores sem filtro capacitivo Vopp =0,5.(Vspg — Vd) (p/ meia onda) (1) Vopr = as pk — Vd) (p/onda completa com tape central) (2) 2 Ro = cu (sem filtro capacitivo) 3) o Onde, Vspk é a tensão de pico no secundário do transformador e Vd é a queda de tensão de 0,7V nos terminais do diodo. (b) Equações de tensão eficaz de saída para retificadores com filtro capacitivo Vopr = Vomep = (Vspr — Vd —0,5.AVc) (p/ meia onda) (4) Vogr = Vomep = (Vspr — Vd — 0,5. AVc) (p/ onda completa com tape central) (5) 6 C= E Na (p/ meia onda) 6) Universidade Federal do Ceará — Disciplina de Laboratório de Eletrônica Analógica 6 To C=-——— (p/onda completa 2.ff.AVc (p pleta) (1) 2 Ro = Vopr (com filtro capacitivo) (8) Figura 1. Forma de onda da tensão na carga em um retificador de: (a) meia onda com filtro capacitivo e (b) onda completa com filtro capacitivo. Vemax Vemin - VSmax Vemax Vemin AVe ———— Í — Vo med Z x 2 3 Im ot [+ O 4—m T te (a) AVe e e q Vo = A med 4 x 2n 37 4 ot am —p T te Universidade Federal do Ceará — Disciplina de Laboratório de Eletrônica Analógica 8 Instrumentos de Medição: e Voltímetro (1) e Amperímetro (1) e Osciloscópio (1) 5. TAREFAS DE PRÉ-LABORATÓRIO (a) Usando as especificações e considerações do tópico anterior, dimensionar os resistores e os capacitores dos circuitos retificadores mostrados na Figura 2. (b) Calcular as grandezas elétricas de cada circuito e preencher suas correspondentes tabelas, tal como mostra a Tabela 1. (c) Usando algum programa computacional dedicado, simular cada circuito para preencher suas correspondentes tabelas, tal como mostra a Tabela 1. (d) Fazer uma breve conclusão comparando os resultados teóricos e simulados. Essa conclusão deve ser feita para cada circuito. 6. PROCEDIMENTO PARA MONTAGEM a) Usar um transformador isolador redutor para alimentar os retificadores. b) Montar no protoboard os circuitos mostrados na Figura 2. c) Ligar a fonte de alimentação CA quando se tiver certeza absoluta da montagem adequada dos retificadores no protoboard, caso contrário será provocada a queima de componentes. d) Após verificar a operação adequada dos retificadores, preencher com as grandezas elétricas dos retificadores as correspondentes tabelas conforme o modelo apresentado na Tabela 1 (a Tabela 1 deverá ser reproduzida para os demais circuitos). Nota!: Os multímetros do laboratório medem adequadamente ondas senoidais puras e ondas contínuas com pouca ondulação. Na prática, a maior parte das ondas não se enquadra aos requerimentos dos multímetros. Por este motivo deve ser medido com osciloscópio adequadamente calibrado. Nota?: As grandezas Idlpr, Idlmen, Iorr, Iomen, AVc, te e Vdprv devem ser medidas usando o osciloscópio. Nota?: Devido à impossibilidade da medição de corrente eficaz no diodo de forma direta com o multímetro disponível, acrescenta-se um resistor (Rs) de baixa resistência (2,20)/0,25W) e tolerância reduzida (1%) em série com os diodos conforme mostrado na Figura 2. Em seguida usar o osciloscópio e fazer as medições. Caso tenha um offset no nível zero do osciloscópio, ponderar a mesma na medição subtraindo da medição final. Universidade Federal do Ceará — Disciplina de Laboratório de Eletrônica Analógica 9 Tabela 1. Resultado teórico, simulado e experimental. reto Método de análise utilizado Circuito Retificador Grandeza Teórico Simulado Experimental Idimep [A] Idler [A] Tomep [A] Togr [A] Vomep [V] AVe [V] tc [ms] Var [V] 7. QUESTIONÁRIO Questão (1): Comente a respeito do tempo de condução do diodo (tc) verificado em cada circuito retificador. Para esta finalidade, usar o comparativo entre os valores teóricos, simulados e experimentais nas tabelas. Questão (2): Comente a respeito dos resultados obtidos em cada um dos circuitos retificadores montados experimentalmente. O comentário deve ser feito sobre os valores teóricos, simulados e experimentais. Questão (3): Comente o motivo pelo qual foi adotada a medição indireta na determinação da corrente eficaz e corrente média no diodo e não a medição direta utilizando um multímetro. Questão (4): Para a Figura 2(d) que é retificador de onda completa, caso exista, explique o motivo da discrepância entre os valores simulados e experimentais. Questão (5): Pesquise a respeito da Ponte de Graetz e quais são suas aplicações industriais. Questão (6): Procurar na internet empresas fabricantes de diodos. Também adicionar o endereço eletrônico deles. Dica: usar página da “Mouser” ou “Digi-Key” 
