1. Introdução. O experimento de Retificadores, tem como principais objetivos:

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1 Exp. 1 Retificadores B 1 1. Introdução O experimento de Retificadores, tem como principais objetivos: desenvolvimento de técnicas de projeto de circuitos retificadores, e comparando as aproximações feitas, neste projetos, com a prática; primeiro contato com os equipamentos do laboratório; 2. Projeto (a ser realizado ANTES da aula experimental) OBS1: Veja no Apêndice C as especificações do fabricante para o diodo 1N OBS2: Consultando um livro texto, obtenha as expressões analíticas para as tensões eficaz e média nos seguintes casos: a) Retificador senoidal de Meia Onda b) Retificador senoidal de Onda Completa. c) Retificador de onda triangular de Onda Completa. 2.1 Dados para o projeto Ventrada=125Vef Transformador: Rprimario=70Ω Indutor: Rsecundario=2Ω L=350mH Rx = 10? Capacitor 1000µF Rfio=RF= 0,33Ω e RL=120Ω Potenciômetro Pmax = 500Ω IMPORTANTE: Adote em todos os casos Ventrada = 125V ef (e não 110V ef ), escalando proporcionalmente a tensão obtida no secundário. 2.2 Para o circuito da figura 1 calcule: Figura 1: Ensaio de retificador com filtro capacitivo A resistência total equivalente do secundário (RST);

2 B 2 Laboratório de Eletrônica Exp. 1 RST = Valor da Tensão CC na Saída; VDC = Corrente de Surto Máxima nos Diodos; ISURTO =

3 Exp. 1 Retificadores B Corrente Média nos Diodos; IM = Valor Eficaz da Componente Alternada de Saída; VSef = Corrente de Pico Repetitiva; Ip = Corrente Eficaz no Diodo;

4 B 4 Laboratório de Eletrônica Exp. 1 Ief = Desenhe a seguir um esboço da forma de onda da tensão de saída, indicando os valores de tensão calculados acima e a frequência. Desenhe também um esboço da forma de onda da corrente nos diodos, indicando os valores de corrente calculados acima e a frequência.

5 Exp. 1 Retificadores B Para o circuito da figura 2 calcule: Figura 2: Ensaio de retificador com filtro indutivo a entrada Valor Eficaz da Componente Alternada de Saída; Vef = Valor da Tensão CC na Saída; VDC = Corrente Média na Carga; Valor Eficaz da Componente Alternada da Corrente na Carga; IM =

6 B 6 Laboratório de Eletrônica Exp. 1 Ief = Carga mínima (resistência de carga máxima). RLmax = Anexe a seguir um esboço da forma de onda da tensão de saída, indicando os valores de tensão calculados acima e a frequência. Faça também um esboço da forma de onda da corrente na carga, indicando os valores de corrente calculados acima e a frequência.

7 Exp. 1 Retificadores B 7 3. Procedimento Experimental 3.1 Retificador de Meia Onda Monte um retificador de meia onda (figura 3), conecte o osciloscópio como indicado e imprima as formas de onda da tensão no diodo e da tensão na carga em um mesmo gráfico através do programa PEE54600B. Anexe após esta folha as formas de onda obtidas. Meça através do osciloscópio o valor médio e o valor eficaz da tensão sobre a carga R (clicando sobre o botão Voltage, selecionando o canal do osciloscópio e escolhendo a Opção Vavg para o valor médio e Vrms para o valor eficaz). Canal X tensão sobre o Diodo Y tensão sobre a carga Vef (V) ( Vrms) Vmed (V) (Vavg) Teórico Experim. Teórico Experim. Figura 3: Retificador de meia onda Explique porque o terra do osciloscópio foi inserido como indicado na figura 3.

8 B 8 Laboratório de Eletrônica Exp Retificador de Onda Completa Monte um retificador de onda completa em ponte (figura 4). Conecte o terminal de terra do osciloscópio no ponto "D" e imprima as formas de onda (em um mesmo gráfico) medidas sobre os diodos, pontos "B" e "C". Imprima também a forma de onda medida sobre a carga, ponto "A", sincronizada com a ponto B (em um mesmo gráfico). Anexe as formas de onda Meça como descrito no item o valor médio e o valor eficaz da tensão sobre a carga R C. Figura 4: Retificador de onda completa. Vef (V) ( Vrms) Vmed (V) (Vavg) Teórico Experim. Teórico Experim. 3.3 Ensaios com o Retificador de Onda Completa com Filtro Capacitivo Figura 5: Ensaio de retificador com filtro capacitivo

9 Exp. 1 Retificadores B Meça o valor dos resistores e em seguida monte o circuito da figura 5 tendo a precaução de ligar o capacitor eletrolítico com a polaridade correta. Os terminais do indutor devem ser curto-circuitados. O reostato deve ser colocado na posição de mínimo (resistência nula). R F (Ω) R C (Ω) Com o transformador em vazio (secundário desligado) meça o valor eficaz da tensão eg(t) do secundário com o multímetro da bancada e em seguida conecte o circuito e meça a nova tensão eficaz eg(t). Comente. Tensão do Trafo (e g ) V ef (V) Em vazio Com carga Com o osciloscópio, determine a tensão máxima sobre R F ( selecione o botão Voltage, opção V máx ). Imprima a forma de onda. Qual o valor da corrente de pico observada? Compare este valor com o projetado (item 2.2.6) e com o valor máximo especificado no manual do fabricante do diodo. Projetado Experimental I max (manual) I F (pico)

10 B 10 Laboratório de Eletrônica Exp Meça a tensão contínua com o multímetro e meça o V ef da componente alternada na saída com os osciloscópio e com o multímetro. Compare os valores entre si e com os valores teóricos esperados. OBS: Para se medir a tensão alternada, coloque o osciloscopio na opção AC, selecione o botão voltage, opção Vrms. Vmed (V) Vef (V) Projetado Multímetro Projetado Multímetro Osciloscópio (Item 2.2.2) (Item 2.2.5) Coloque o multímetro de mão na escala de corrente em série com a carga (potenciômetro acrescido de 120Ω) e o multímetro da bancada para medir V saídadc (V DC ) como pode ser visto na figura 6 e levante a curva de regulação, isto é, a curva da tensão na saída (V DC ) pela corrente de saída (IS), variando o potenciômetro. Meça também para cada ponto do levantamento a tensão alternada de saída (pico a pico, medida com o osciloscópio selecionando Voltage, opção Vpp, com a forma de onda em AC). Imprima a forma de onda da tensão alternada de saída e determine o fator de ondulação (R) onde R = (V ef /V DC ) 100% para Rcarga = 120Ω (pior caso). Figura 6: Ensaio de retificador com filtro capacitivo

11 Exp. 1 Retificadores B 11 RTOTAL = R+120Ω V DC (multímetro da bancada) IS (multímetro de mão) Vpp (osciloscópio) Vef Vpp /(2 3) R (para Rcarga = 120Ω) = (V ef /V DC ) 100% =

12 B 12 Laboratório de Eletrônica Exp Ensaios com o Retificador de Onda Completa com Filtro Indutor Figura 7: Ensaio de retificador com filtro indutivo a entrada Antes de montar o circuito da Figura 7, meça o valor da resistência do indutor com o multímetro da bancada. Rx com ohmímetro Monte o circuito da figura 7, com o indutor. Siga os procedimentos abaixo: Com o potenciômetro no mínimo, meça a tensão contínua na saída com o multímetro da bancada, anote o Vef da tensão alternada (com o osciloscópio) e compare com os valores teóricos esperados. Vméd (V) Vef (V) Projetado Experim. Projetado Experim. (item 2.3.2) (item 2.3.1)

13 Exp. 1 Retificadores B Levante a curva da tensão na saída (VDC) pela corrente de saída (IS) (curva de regulação) variando o potenciômetro. Meça também a tensão alternada de saída pico a pico (no osciloscópio selecione Voltage, opção Vpp, com a forma de onda em AC) em cada ponto da tabela abaixo. Imprima a forma de onda da tensão alternada de saída e determine o fator de ondulação (R) onde R = (V ef /V DC ) 100% para Rcarga = 120Ω (pior caso). RTOTAL = R+120Ω V DC (multímetro da bancada) IS (multímetro de mão) Vpp (osciloscópio) Vef Vpp / (2. 2) R (para Rcarga = 120Ω) = (V ef /V DC ) 100% =

14 B 14 Laboratório de Eletrônica Exp Conclusões

15 B 15 Laboratório de Eletrônica Exp. 1 Curvas de Schade

16 B 16 Laboratório de Eletrônica Exp. 1 Curvas de Schade

17 Curvas de Schade Exp. 1 Retificadores B 17

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19 B 19 Laboratório de Eletrônica Exp. 1 Curvas de Schade