ELETRÔNICA GERAL. Prof. Jhonatan Machado Godinho

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1 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA TÉCNICO EM ELETROMECÂNICA ELETRÔNICA GERAL Prof. Jhonatan Machado Godinho

2 UNIDADE 03 LEDS

3 Diodo emissor de luz (LED) LED Light Emitting Diode Diodo emissor de luz. Emite luz quando polarizado diretamente. Originalmente desenvolvido com a finalidade de sinalização. O principio de funcionamento baseia-se na irradiação de energia que há quando elétrons do lado N cruzam a junção e se recombinam com lacunas do lado P. Diodos comuns, a energia liberada em forma de calor. Nos Leds, por utilizarem de elementos químicos em sua fabricação, a energia irradiada é eletromagnética, produzindo luz.

4 Diodo emissor de luz (LED) A tensão de condução nos diodos de silício são da ordem de 0,7 V, nos LEDs vale em torno de 2 V. A corrente direta máxima (IFmáx) é da ordem de dezenas de miliampères e a tensão reversa máxima (VRmáx) é da ordem de unidades a algumas dezenas de volts.

5 Diodo emissor de luz (LED) Além dessas especificações, é comum os manuais fornecerem uma condição de operação que garanta ao LED a emissão de luz com intensidade adequada. LEDs mais comuns têm diâmetros de 3, 5 e 10 mm, nas cores vermelha, verde e amarela. Há também LEDs com encapsulamento transparente, emitindo nas cores vermelha, verde, azul e branca com alto brilho. Há ainda os LEDs infravermelhos, cujo comprimento de onda não é visível a olho nu, sendo muito utilizado como transmissores de sinais de dados em fibras ópticas e em barreiras ópticas.

6 Diodo emissor de luz (LED) A aplicação básica do LED é como dispositivo de sinalização. Nesse casso, ele deve ser ligado a uma fonte de alimentação Vcc em serie com um resistor limitador de corrente R. O Resistor limitador de corrente R pode ser determinado a partir das especificações de operação do LED e da fonte Vcc:

7 Exemplos: ELETRÔNICA GERAL Determine o resistor R para polarizar o LED, conforme o circuito.

8 Exemplos: ELETRÔNICA GERAL SOLUÇÃO Valor comercial adotado: R = 1kΩ

9 UNIDADE 03 TRANSFORMADORES

10 TRANSFORMADOR ELETRÔNICA GERAL A rede elétrica fornece um valor fixo de tensão eficaz. O aumento ou redução desse valor para adequá-los às necessidades de um projeto é feito através de um transformador.

11 TRANSFORMADOR ELETRÔNICA GERAL V1 = Tensão eficaz de alimentação N1 = Numero de espiras primário I1 = Corrente eficaz no primário P1 = Potência do primário V2 = Tensão eficaz de alimentação N2 = Numero de espiras primário I2 = Corrente eficaz no primário P2 = Potência do primário Ao aplicar uma tensão V(t) ela produz uma I(t) e um fluxo magnético variável. Esse fluxo induz uma tensão no secundário, cuja amplitude pode ser: maior, menor ou igual à amplitude de tensão do primário, dependendo unicamente da relação de espiras.

12 TRANSFORMADOR ELETRÔNICA GERAL Transformador ideal: P1 = P2 V1 V2 = V1 V2 = N1 N2 P1 = V1.I1 P2 = V2.I2 Transformador simples: a figura a seguir apresenta um Trafo com um único enrolamento primário especificado para operar com uma tensão de 110 V e um único enrolamento secundário que fornece 12 V com capacidade de 600mA.

13 TRANSFORMADOR ELETRÔNICA GERAL Exemplo 01: Determine: a) A potencia máxima que ele pode fornecer a uma carga. b) A menor resistência que pode ser ligada no secundário. c) A corrente no primário na condição máxima de potência.

14 Solução: ELETRÔNICA GERAL

15 Transformador com derivação no primário

16 Transformador com primários independentes

17 Transformador com derivação no secundário

18 Exercícios de fixação ELETRÔNICA GERAL 1. Considere um transformador simples especificado para operar com tensão de 110 V no primário, com relação de espiras N1/N2 = 18 e determine: a) Tensão eficaz no secundário (Vef); b) Tensão máxima no secundário (Vmáx). 2. Considere um transformador especificado para operar com tensão de 110 V no primário e 15 V no secundário com capacidade de corrente de 1 A. determine: a) A tensão eficaz no secundário (Vef) ao aplicar-se 127 V no primário. b) A corrente no primário quando o transformador estiver fornecendo a corrente máxima no secundário (1 A).

19 UNIDADE 03 INSTRUMENTOS DE BANCADA

20 Instumentos de bancada OSCILOSCÓPIO ELETRÔNICA GERAL Com este aparelho é possível medir diretamente a tensão de pico a pico (Vpp) e o período (T) e, indiretamente, as tensões de pico (Vp) e eficaz (Vef), a frequência (f) e a defasagem ( Ɵ) entre duas tensões.

21 Instumentos de bancada OSCILOSCÓPIO ELETRÔNICA GERAL Capaz de visualizar o comportamento instantâneo de uma forma de onda; Conjunto de ajustes nas escalas vertical e horizontal.

22 Instumentos de bancada OSCILOSCÓPIO ELETRÔNICA GERAL As ponteiras fornecem uma conexão elétrica entre a fonte de sinal e o osciloscópio; Fácil conexão, mas o manuseio deve ser cuidadoso.

23 Instumentos de bancada OSCILOSCÓPIO ELETRÔNICA GERAL

24 Instumentos de bancada OSCILOSCÓPIO ELETRÔNICA GERAL

25 Instumentos de bancada OSCILOSCÓPIO ELETRÔNICA GERAL

26 Instumentos de bancada OSCILOSCÓPIO ELETRÔNICA GERAL

27 EXEMPLOS ELETRÔNICA GERAL

28 EXEMPLOS ELETRÔNICA GERAL

29 UNIDADE 03 CIRCUITOS RETIFICADORES

30 Retificador ELETRÔNICA GERAL Circuito capas de converter um sinal alternado para um sinal contínuo. Porque Retificar? Dispositivos eletrônicos são alimentados com sinais contínuos.

31 Retificador ELETRÔNICA GERAL Usualmente, a retificação CA CC é realizada por diodos semicondutores; Classificação O tipo de retificador é determinado pela forma de onda resultante (sinal retificado), bem como pela distribuição dos diodos no circuito!

32 Retificador de meia-onda ELETRÔNICA GERAL Utiliza apenas um diodo semicondutor; Tensão de saída é a metade da onda inserida na entrada, com mesma amplitude.

33 Retificador de meia-onda ELETRÔNICA GERAL Enquanto o diodo conduz, a queda de tensão sobre ele é da ordem de 0,7 V (diodo de silício). Assim, a tensão real na carga é: Formas de onda VL = VS 0,7

34 Retificador de meia-onda Assim, no circuito retificador de meia-onda, temos: Tensão máxima na carga: Tensão média na carga: Corrente média na carga e no diodo: As especificações do diodo para assegura o seu correto funcionamento devem ser:

35 Retificador de onda completa em ponte Utiliza quatro diodos semicondutores; Sem a necessidade de transformador.

36 Retificador de onda completa em ponte O retificador em ponte dispensa o uso do transformador com tomada central. Com isto, pode-se ter um retificador de onda completa ligado diretamente à rede elétrica. Neste circuito, a polaridade da tensão do secundário do transformador acompanha a polaridade da tensão do primário. No intervalo de tempo em que a tensão VS do secundário é positiva, ou seja, com ponto 1 positivo em relação ao ponto 2, os diodos D2 e D4 conduzem em série

37 Retificador de onda completa em ponte Isso ocorre porque as tensões sobre eles polarizam-nos diretamente. Na carga RL, a corrente circula no sentido de cima para baixo e a tensão VL com polaridade indicada na figura acima, isto é, com potencial positivo no terminal superior.

38 Retificador de onda completa em ponte Quando VS inverte a polaridade, o ponto 1 fica negativo em relação ao ponto 2. Agora os diodos D1 e D3 que conduzem em série. Na carga RL, novamente a corrente circula no sentido de cima para baixo e a tensão é VL com a mesma polaridade, isto é, com potencial positivo no seu terminal superior

39 Retificador de onda completa em ponte Nesse circuito, como há sempre dois diodos em série, a tensão na carga é 1,4 V menor que a do secundário do Trafo. Portanto, a tensão na carga é: VL = VS 1,4 A queda de tensão nos diodos (1,4 V) pode ser desprezada nos casos em que ela for menor que Vmáx. Ainda nesse circuito, cada par de diodos conduz somente meio ciclo de onda, mas a carga conduz corrente nos dois semiciclos e no mesmo sentido. Nela, a tensão e a corrente são continuas pulsantes.

40 Retificador de onda completa em ponte Tensão reversa sobre os diodos Quando VS é positivo, os diodo D2 e D4 conduzem. Nessa condição, os diodos D1 e D3, o secundário do transformador e a carga RL, ficam em paralelo, conforme figura a seguir.

41 Retificador de onda completa em ponte Tensão reversa sobre os diodos É fácil observar que a tensão reversa sobre os diodos D1 e D3 é igual a tensão do secundário do Trafo. O mesmo ocorre com D2 e D4 no semiciclo negativo. Conclui-se que a tensão reversa sobre os diodos é igual à tensão máxima fornecida pelo secundário do transformador.

42 Retificador de onda completa em ponte Forma de onda No circuito retificador de onda completa em ponte, temos: Nesse circuito, a corrente média nos diodos é a metade da corrente na carga!! Para assegurar o seu correto funcionamento, devem ser especificados da seguinte forma:

43 Retificador de onda completa em ponte Forma de onda

44 Retificador de onda completa em ponte Ponte Retificadora A ponte de diodos, por ser muito utilizada nos circuitos retificadores, é fabricada em um único encapsulamento. Esse dispositivo é conhecido por ponte retificadora (bridge rectifier), cujo circuito equivalente é mostrado na figura a seguir:

45 Retificador de onda completa em ponte Especificações comerciais

46 Retificador de onda completa em ponte Especificações comerciais

47 Retificador de onda completa em ponte Comparação entre os circuitos retificadores

48 Identificando o estagio retificador

49 Diferente encapsulamentos

50 Fator de transformação (λ) O fator de transformação dos circuitos retificadores é a relação entre a potencia do transformador (Ptr) e a potência média na carga (Pdc), isto é: Esse fator é útil para o dimensionamento do transformador no projeto de fontes de alimentação.

51 EXERCÍCIOS

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