Retificação e Filtragem: Experimento em Eletrônica Analógica, Trabalhos de Eletrônica Analógica

Baixe Retificação e Filtragem: Experimento em Eletrônica Analógica e outras Trabalhos em PDF para Eletrônica Analógica, somente na Docsity!

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA

Retificação e Filtragem PATRICK DA SILVA ASSUNCÃO

MANAUS – AM

• 1.APRESENTAÇÃO Sumário
• 2.EXPERIMENTO
• 2.1. Material Utilizado no Experimento
• 2.2. Descrição do Experimento
• 3.RESULTADOS
• 4.RESULTADOS EXPERIMENTAIS ADICIONAIS
• 5.CONCLUSÃO

1.APRESENTAÇÃO

O presente relatório descreve o experimento realizado no laboratório de eletrônica analógica, assim como explicita os componentes e ferramentas utilizadas. O experimento de retificação e filtragem teve como objetivo conhecer os parâmetros de circuitos retificadores e circuitos retificadores com filtro, e com isso, a implementação de fontes de alimentação DC. Além disso, também é explicado a atuação da filtragem e a onda gerada pelo circuito retificador. Por fim, tanto foi discutido os resultados experimentais adicionais, quanto realizada as devidas ponderações e conclusões a respeito dos dados obtidos e do experimento como todo.

● 01 capacitor de 2200microfaraday/16V

Imagem 4 – Placa de contatos utilizada

Imagem 5 – Capacitor de 2200 microfaraday utilizado

Imagem 6 – Resistor de 2200Ω utilizado

2.2. Descrição do Experimento Figura 1 – Circuito teste do experimento com um diodo

1. Tendo como base o circuito da figura 1 , foi determinado o valor do capacitor tendo em vista as seguintes especificações: Vcc = 12V, Vrip = 10mV e que Rl = 2.2k(ohm). C > 2,4. R (^) L. VV^ ripCC^ = (^) 2,2.10.102,4.12−3 ( em μ F ) ⇒ C > 1309 μ F

Portanto, qualquer capacitor que atenda a condição acima serve para a realização do experimento. Sendo assim, foi utilizado um capacitor eletrolítico com capacitância igual a 2 200μ F.

2. Logo após a determinação do valor do capacitor, foi montado tal circuito na protoboard. Imagem 7 – Retificação de meia onda
3. Com o circuito montado na protoboard, com a chave desligada, então foi ligado o osciloscópio.
4. Daí, analisou-se a forma de onda da tensão de saída no resistor RL. Assim como, foi anotado o seu valor máximo de tensão e o seu valor Vcc.

15. Então, foram repetidas as etapas 8 e 12 para esse circuito montado. Imagem 9 – Retificação de onda completa
16. Por fim, todos os dados obtidos desse circuito foram organizados e postos na tabela 3.

3.RESULTADOS

Tabela 1 – Dados diversos do circuito da figura 1 Formas de onda VCC (osciloscópio) VCC (multímetro)

Sem filtro 4,23 V 4,17 V Vmáx: 13,4 V

Com filtro 13 V 12,7 V Vrpp: 16 mV

Tabela 2 – Dados diversos do circuito da figura 2 Formas de onda VCC (osciloscópio) VCC (multímetro)

Sem filtro 8,58 V 8,38 V Vmáx: 13,4 V

Com filtro 13 V 12,97 V Vrpp: 15 mV

Tabela 3 – Dados diversos do circuito da figura 3 Formas de onda VCC (osciloscópio)

VCC

(multímetro)

Sem filtro 7,91 V 7.88 V Vmáx: 13 V

Com filtro 12,5 V 12,45 V Vrpp: 5,6 mV

4.RESULTADOS EXPERIMENTAIS ADICIONAIS

(a) ● Para o circuito da figura 1 , utilizando o Vmáx da tabela 1 tem-se: V (^) CC = 0 3, 18. V (^) m á x = 0 3, 18.13, 4 = 4 2, 612 V ● Para o circuito da figura 2 , utilizando o Vmáx da tabela 2 tem-se: V (^) CC = 0 6, 36. V (^) m á x = 0 6, 36.13, 4 = 8 5, 224 V ● Para o circuito da figura 3 , utilizando o Vmáx da tabela 3 tem-se: V (^) CC = 0 6, 36. V (^) m á x = 0 6, 36.13 = 8 2, 68 V Nota-se que para o os dois primeiros circuitos montados na protoboard , respectivamente os das figuras 1 e 2, a diferença entre o VCC calculado e o medido é na casa dos centésimos. Enquanto, para o circuito da figura 3 , a diferença e de quase quatro décimos. Matematicamente a diferença entre o VCC calculado e o medido no osciloscópio em módulo para os circuitos das figuras 1, 2 e 3 respectivamente é: ∆ V (^) CC 1 = 0 0, 312 V ∆ V (^) CC 2 = 0 0, 576 V ∆ V (^) CC 3 = 0 3, 58 V

(b)

Aplicando-se a LKT na malha onde passa essa corrente i , nota-se que: V (^) C 1 = V (^) E 1 − 0 7, V e V (^) C 2 = V (^) E 2 − 0 7, V Figura 6 - Circuito da figura 4 com apenas os diodos “ligados”, para VE

Ao aplicarmos a LKT na malha onde flui a corrente na direção da seta do circuito da figura 6 , tem-se: V (^) C 1 = V (^) E 2 − 0 7, V e V (^) C 2 = V (^) E 1 − 0 7, V Daí, considerando-se que VE1 = VE2, ocorre que ambos os capacitores vão ser iguais e terão a mesma tensão de saída, todavia em C 1 o nó A é positivo e em C 2 o nó B é negativo. Logo, quando se somam as tensões por análise nodal em relação à terra, obtemos o dobro de tensão que é encontrado no nó A. Sendo assim, pode-se determinar os valores para C 1 e C 2 com a seguinte equação: C > (^) R^ 2,4. (^) L. VV^ rppCC^ ( em μ F )

Com o VCC = 0.636x(Vmáx – 0.7V), caso o Vmáx seja muito maior que a tensão diodo pode-se utilizar a equação VCC = 0.636xVmáx, sendo o Vmáx = √2 xVE1 = √2xVE

(d)

O diodo deve suportar a corrente máxima de saída I = 2A , assim como a tensão de pico reversa. Além disso, considerando que nesse circuito tem uma retificação em ponte com uma boa filtragem, então o valor da tensão Vmáx = VCC = 9V e Vrpp = 10mV. Daí, considerando que a resistência da carga é RL = 2.2kΩ. Obtemos os seguintes dados P IV ≥2. V (^) m á x ⇒ P IV ≥18 V V (^) rms =^ V √2^ m á x^ = (^) √2^9 = 6 3 , 64 V C > 2,4. R (^) L. VV^ rppCC^ ( em μ F ) = (^) 2,2.10.102,4.9−3 = 9 81, 8 181μ F

Sendo assim, utilizaríamos quatro diodos 1N5408 , um transformador 110-220/0+12V/2ª e dois capacitores eletrolíticos de 1000 μ F / 16V para dividir a tensão aplicada, e com isso obter 6V de saída.

Imagem 10 – Possíveis componentes a serem utilizados para as condições dadas no item (d) Figura 7 – Esquema elétrico do circuito do item (d)

diminuição da tensão de ripple. Prova de tal conclusão se encontra nas tabelas da seção dos resultados. Pois, para o circuito da figura 1 obteve-se uma tensão de ripple igual a 16mV , enquanto para a figura 2 obteve-se 15mV e para o da figura 3 foi obtido 5mV. Tal resultado indica, que a retificação e filtragem do circuito da figura 3 foi mais efetivo em relação aos demais circuitos utilizados no experimento. No ítem (c) dos resultados experimentais adicionais , foi analisado o circuito da figura 4. A partir da análise feita, pode-se concluir que tal circuito funciona como uma espécie de fonte DC variável , todavia que varia apenas de VCC para 2xVCC (levando em consideração as devidas condições aplicadas na análise). Sendo assim, caso fosse realizado um ensaio no laboratório com os mesmos componentes fornecidos, teríamos V (^) m á x = √2.9 ≅12, 73 V Mas, o valor DC de saída em uma retificação de onda completa com boa filtragem é praticamente igual ao Vmáx , sendo assim utilizando VCC = 12.73 V , Vrpp = 10mV e RL = 2,2 kΩ obteríamos C > 2,4. R (^) L. VV^ ripCC^ = (^) 2,2.10.102,4.12,73−3 ( em μ F ) ⇒ C > 1388, 7 27 μ F Daí, qualquer capacitor que atendesse a tal condição seria útil. Então, caso fosse utilizado o mesmo capacitor do experimento realizado no laboratório, logo C 1 = C 2 = 2.2 mF. Por fim, é notado que a tensão de saída iria variar, em teoria, de 12.73 V até 25,46 V.