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fala sobre retificadores de onda e usando amplificadores operacionais
Tipologia: Exercícios
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Unguana, Judhy Silva Mestre José Nelson Guambe, Eng. João, Alércio Sebastião Lic. Célsio L. Chiconela, Eng. Correia, Noémia Amândio Savanguane, Felgas Malosse
Para a representação e simulação do circuito retificador de onda completa com tomada central, foram utilizados os seguintes componentes: Tr
Como o sinal de onda completa tem dois semiciclos positivos iguais ao sinal de meia onda, o valor médio ou CC é o dobro, dado por:
Equação (1) Visto que
= 0.636, a Equação ( 1 ) pode ser escrita como:
Desse modo, é possível ver que o valor médio ou CC é igual a 63.6% do valor de pico. Por exemplo, se o valor de pico de um sinal de onda completa for de 100 V, o valor da tensão média ou CC é igual a 63.6V.
Com um retificador de meia onda, a frequência de saída é igual à frequência de entrada. Entretanto, com um retificador de onda completa, acontece algo incomum. A tensão CA de linha tem uma frequência de 60 Hz. Portanto, o período de entrada é igual a: T (^) ¿=
f
50 Hz = 20 ms Devido à retificação de onda completa, o período de um sinal de onda completa é a metade do período de entrada: T (^) out =0.5 × ( 20 ms )= 10 ms A frequência de um sinal de onda completa é o dobro da frequência de entrada. Uma saída em onda completa tem o dobro de ciclos que um sinal senoidal de entrada. O retificador de onda completa inverte cada semiciclo negativo, de modo que obtemos o dobro de semiciclos positivos. O efeito é que a frequência dobra. Como uma fórmula derivada:
corrente máxima que deverá passar pelos diodos é conhecida através da fórmula:
Com os parâmetros acima calculados, seguiu-se com a escolha do diodo para a rectificação.
polarizado uma tensão inversa de 15,7V. Com recurso aos parâmetros dados e a lista de diodos acima, foi possivel projetar o retificador. Considerando a tensão e frequência fornecidas nas residências, construiu-se um circuito
Tendo a tensão de entrada e a tensão na carga, segue-se por calcular a tensão de pico no secundário do transformador. Sabe-se que:
Logo, a tensão de pico no secundário será:
A tensão de pico no primário do transformador será dada por:
Com as tensões de pico do transformador, é calculada a relação de espiras do transformador, obedecendo a seguinte relação:
Substituindo pelos valores:
Do circuito montado, obteve-se o seguinte sinal de onda: Ainda é possível melhorar o circuito para responder a demanda colocando, uma resistência abaixadora de tensão. Para tal, escolhe-se uma resistência aproximadamente dez vezes menor
Lab 1 Retificadores de Onda Completa Projecte um circuito que recebe 220Vrms a 50Hz de corrente alternada e entrega 12VDC a uma carga RL, calcule e verifique os seguintes parâmetros: tensões Vrms e Vp-p no primário e secundário do transformador; tensão e corrente VDC e IDC na carga; tensão de Ripple e frequência na carga. Desenhe as formas de onda na carga, com e sem o filtro conectado. Nota : Apresentar os cálculos e o circuito simulado no MultiSim, detalhadamente.
realimentação negativa através de R2 e D1. Devido ao ganho elevado em malha aberta do Amp- Op, a tensão no terminal inversor (V-) segue quase instantaneamente a tensão no terminal não inversor (V+), que é o próprio Vin. Desta forma, a tensão de saída final (Vout) será igual a Vin, pois a queda de tensão no diodo é compensada pelo Amp-Op. A equação durante esta fase é, idealmente, Vout = Vin. Durante o semiciclo negativo de Vin, a saída do Amp-Op torna-se negativa, polarizando inversamente o diodo D1 e interrompendo o caminho de realimentação. Sem realimentação, o Amp-Op satura para a tensão negativa da fonte de alimentação. O diodo D1 permanece cortado e, como não há caminho condutor para a saída do Amp-Op chegar a Vout, a tensão de saída Vout é mantida a 0 V. Formas de Onda:
Lab 4 LABORATÓRIO 4: RECTIFICADOR DE MEIA ONDA USANDO O DIODO DE PRECISÃO MELHORADO Princípio de Funcionamento Detalhado: Esta versão melhorada do rectificador de precisão resolve um problema da configuração anterior: a lenta recuperação da saturação do Amp-Op durante a transição do semiciclo negativo para o positivo. O circuito incorpora um segundo diodo (D2) no ramo de saída do Amp-Op. Durante o semiciclo positivo de Vin, o Amp-Op satura positivamente, fazendo com que D conduza e D2 corte. A realimentação negativa é estabelecida através de D1, forçando Vout a seguir Vin (Vout ≈ Vin). O diodo D2, estando cortado, isola a saída do Amp-Op da saída Vout. Durante o semiciclo negativo de Vin, a saída do Amp-Op satura negativamente. Isto faz com que D1 corte e D2 conduza. Com D2 conduzindo, o Amp-Op mantém a realimentação negativa, mas agora a sua saída é curto-circuitada para o terra virtual através de D2. Isto impede que o
Lab 5 LABORATÓRIO 5: RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA Princípio de Funcionamento Detalhado: O rectificador de onda completa produz uma tensão de saída que replica os semiciclos positivos e inverte os semiciclos negativos da entrada, resultando numa tensão exclusivamente positiva. O circuito apresentado (configuração com dois Amp-Ops) combina um amplificador inversor com um rectificador de precisão. O primeiro Amp-Op (A1) funciona como um rectificador de meia onda de precisão para o sinal original (Vin). A sua saída, V1, contém apenas os semiciclos positivos de Vin. Simultaneamente, o sinal Vin é também aplicado a um somador inversor construído à volta do segundo Amp-Op (A2).
O segundo Amp-Op (A2) tem duas entradas: a saída V1 do primeiro estágio e o sinal de entrada original Vin. As resistências são escolhidas de forma que o ganho para cada sinal seja apropriado. A função de A2 é inverter e somar estes dois sinais de maneira a que os semiciclos negativos de Vin apareçam como positivos na saída final. A operação pode ser descrita por duas fases:
carregue rapidamente através do diodo, seguindo o valor crescente de Vin. A baixa impedância de saída da fonte de sinal e a resistência directa do diodo permitem uma carga rápida. Quando Vin começa a diminuir e fica menor que Vc, o diodo fica inversamente polarizado e corta. O capacitor, então, não tem um caminho de descarga de baixa impedância, ficando isolado. Ele, portanto, mantém a tensão do pico anteriormente atingido. O resistor (R) colocado em paralelo com o capacitor fornece um caminho de descarga de alta impedância (lenta). A constante de tempo de descarga (τ = R * C) é escolhida para ser muito maior do que o período do sinal de entrada. Isto garante que o capacitor mantenha a tensão de pico com uma queda mínima ("droop") entre os ciclos. Áreas de Aplicação:
Lab 7 LABORATÓRIO 7: DETECTOR DE PICOS NEGATIVOS Princípio de Funcionamento Detalhado:
