AULA PRÁTICA-TEÓRICA 01 RETIFICADORES MONOFÁSICOS

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1 PráticaTeórica 01 Retificadores Monofásicos INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETRÔNICA CURSO TÉCNICO DE ELETRÔNICA Eletrônica de Potência AULA PRÁTICATEÓRICA 01 RETIFICADORES MONOFÁSICOS 1 INTRODUÇÃO Esta aula mista entre laboratório e teoria tem por objetivo instigar os estudantes ao estudo de retificadores monofásicos, por meio de montagem, simulação e de cálculos referentes aos circuitos e elementos em estudo. As medições realizadas e as observações de formas de onda nos circuitos simulados visam motivar o estudante a buscar as respostas teóricas para as questões e problemas relacionados com o assunto em pauta. Em síntese, objetivase: Ensaiar motores de corrente contínua; Realizar cálculos teóricos com retificadores monofásicos; Simular retificadores monofásicos; Comprovar o funcionamento dos circuitos; Analisar criticamente os resultados obtidos. 2 ENSAIO DO MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA 2.1 Dados de Placa Para o motor de corrente contínua disponível no laboratório, anote abaixo os principais dados de placa. Tensão nominal Corrente máxima Rotação nominal 2.2 Ensaio do Motor Ajuste a fonte de alimentação para as tensões conforme indicado na tabela 1. A seguir, meça tensão e corrente no motor, anotando os valores na tabela. Uma foto da montagem com a fonte ajustada para 24 V e conectada ao motor, é mostrada na Figura 1. Atente que será aplicada uma tensão um pouco superior no motor, mas não a ponto de danificar o mesmo. Na tabela 1, calcule a potência que o motor está processando, a partir dos valores medidos. Note ainda que na tabela 1 receberam destaque as linhas onde a tensão aplicada ao motor é igual a sua tensão nominal (24 V) e onde é a metade deste valor (12 V), indicando duas situações comuns de funcionamento do mesmo. Eletrônica de Potência Laboratório 1/6

2 PráticaTeórica 01 Retificadores Monofásicos Figura 1 Foto do motor conectado na fonte e em funcionamento. Tabela 1 Resultados do ensaio do motor de corrente contínua. Tensão na fonte Tensão no motor Corrente no motor Potência no motor VF [V] VM [V] IM [ma] PM [W] Obtenção do Circuito Equivalente do Motor Utilizando uma ponte para medir resistências, indutâncias e capacitâncias (RLC), obtenha a resistência do motor (resistência ôhmica dos enrolamentos) e indutância (com o rotor parado). A seguir, anote os valores obtidos no circuito equivalente da Figura 2. Calculando a reatância indutiva, determine se o circuito é predominantemente resistivo ou indutivo. Atente para a frequência utilizada no equipamento de medição (100 Hz). IM RM M VM LM Figura 2 Circuito equivalente do motor de corrente contínua. Eletrônica de Potência Laboratório 2/6

3 PráticaTeórica 01 Retificadores Monofásicos 3 RETIFICADORES MONOFÁSICOS DE MEIA ONDA 3.1 Retificador Monofásico de Meia Onda Considerando o circuito mostrado na Figura 3, calcule as variáveis solicitadas na tabela 2. A tensão da fonte de alimentação (v i ) é de 16 V (eficazes). v i Figura 3 Circuito do retificador de meia onda com carga RL. Tabela 2 Resultados para o retificador de meia onda. 3.2 Retificador Monofásico de Meia Onda com Diodo de RodaLivre Considerando o circuito mostrado na Figura 4, calcule as variáveis solicitadas na tabela 3. A tensão da fonte de alimentação (v i ) é de 16 V (eficazes). i D1 v i D 2 i D2 Figura 4 Circuito do retificador de meia onda com diodo de rodalivre e carga RL. Eletrônica de Potência Laboratório 3/6

4 PráticaTeórica 01 Retificadores Monofásicos Tabela 3 Resultados para o retificador de meia onda com diodo de roda livre. 4 RETIFICADORES MONOFÁSICOS DE ONDA COMPLETA 4.1 Retificador Monofásico de Onda Completa e Derivação Central Considerando o circuito mostrado na Figura 5, calcule as variáveis solicitadas na tabela 2. A tensão de cada fonte de alimentação (v 1 v 2 ) é de 16 V (eficazes). v 1 v 2 D 2 Figura 5 Circuito do retificador de onda completa com derivação central e carga RL. Tabela 4 Resultados para o retificador de onda completa e derivação central. 4.2 Retificador Monofásico de Onda Completa em Ponte Considerando o circuito mostrado na Figura 6, calcule as variáveis solicitadas na tabela 2. A tensão da fonte de alimentação (v i ) é de 16 V (eficazes). Tabela 5 Resultados para o retificador de onda completa e derivação central. Eletrônica de Potência Laboratório 4/6

5 PráticaTeórica 01 Retificadores Monofásicos D 3 v i D 2 D 4 Figura 6 Circuito do retificador de onda completa em ponte com carga RL. 5 RESUMO DE CÁLCULO Para cada circuito a seguir, anote as principais expressões utilizadas no cálculo das variáveis solicitadas no decorrer desta aula. 5.1 Retificador de Meia Onda com Carga Resistiva I M _ pk I M _ avg 5.2 Retificador de Meia Onda com Carga RL I M _ pk I M _ avg 5.3 Retificador de Meia Onda com Diodo de RodaLivre I M _ pk I M _ avg Eletrônica de Potência Laboratório 5/6

6 PráticaTeórica 01 Retificadores Monofásicos 5.4 Retificador de Onda Completa com Derivação Central I M _ pk I M _ avg 5.5 Retificador de Onda Completa em Ponte I M _ pk I M _ avg Eletrônica de Potência Laboratório 6/6