ROTEIRO OFICIAL 5 Circuito Retificador de Onda Completa

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1 - UTFPR Departamento Acadêmico de Eletrotécnica DAELT Engenharia Elétrica e/ou Controle e Automação Disciplina: Laboratório de Eletrônica ET74C Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes ROTEIRO OFICIAL 5 Circuito Retificador de Onda Completa Visto Data da realização: / /2017 Data da entrega: / /2017 NOTA: ASSIDUIDADE 1,0 ESTÉTICA 1,0 CONTEÚDO 2,5 COLETA DADOS 3,0 CONCLUSÃO 1,5 EXERCÍCIOS 1,0 TOTAL Redação da introdução teórica realizada por: Equipe: CURITIBA 2017

2 ROTEIRO 05 RETIFICAÇÃO MONOFÁSICA DE ONDA COMPLETA parte 2 Objetivos: Verificar o funcionamento da retificação de onda completa usando as montagens duplo de meia onda e ponte retificadora sem e com a etapa da filtragem. Pré requisitos: Capítulo 19 e seções 2.7, 2.8, do livro: Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos Boylestad; Materiais: 1 transformador V/9+9V 2A 1 Osciloscópio/pontas de prova 4 diodos 1N4007 (ou 1N5408) 1 Matriz de contatos 1 Resistor de 1kohm ou 2x2k2 em //(preferencialmente) P>1/2W 1 Multímetro 1 Capacitor eletrolítico 1000uF/63V Pontas de prova banana-jacaré 1 Capacitor eletrolítico 10uF/63V ou 100uF/63V Pontas de prova banana-banana Fita isolante Informação complementar: ACOPLAMENTO AC (AC coupling) Forma de acoplamento de sinal que bloqueia a componente DC (contínua de um sinal) de modo que só sua parte alternada é observada na tela. ACOPLAMENTO DC (DC coupling) Trata-se de um modo de acoplamento que permite observar os sinais alternados (AC) e contínuos (DC). GND: Ajuste do traço horizontal na posição de referência definida pelo operador. A. QUADRO RESUMO DOS RETIFICADORS MONOFÁSICOS Tabela 1:Quadro resumo dos valores notáveis de retificadores monofásicos. ENM 2/7 Rot05_OndaCompleta_S23S24

3 B. PREPARAÇÃO: 1) TEORIA: Consulte a tabela resumo anterior (Tabela 1) do roteiro para as fórmulas do cálculo das tensões 2) CUIDADOS 1º) O capacitor eletrolítico possui polaridade, portanto a conexão deve respeitar o sinal indicado no encapsulamento º) Ao manusear o capacitor, lembre-se de descarregá-lo (Conecte-o em um resistor ou curto circuite seus terminais. ) 3º) A tensão que acompanha a especificação do capacitor informa a máxima tensão que o dielétrico suporta. Observar esse limite. 4º) O nível da tensão DC na carga é maior que na configuração ½ onda, assim a corrente na carga é maior, consequentemente a potência dissipada no RL é maior, aquecendo-o. Ao manuseá-lo use um alicate. 5º) Mantenha o acoplamento do scope no modo DC. 6º) ESPECIAL CUIDADO NA MONTAGEM DO TAPE CENTRAL PARA QUE OS TERMINAIS DO TRANSFORMADOR NÃO SEJAM ACIDENTALMENTE CURTO CIRCUITADOS NO PROTOBOARD!! 3) RECONHECIMENTO DOS MATERIAIS/COMPONENTES 1º) Alimente o transformador em 127V V/9+9V e meça a tensão no secundário do transformador. Use o MD na escala AC. 3 4 V4-5= V V6-5= V V4-6= V º) Teste dos diodos e medida do(s) resistor(es): a)meça e anote o valor do(s) resistor(es): Rmed = b)teste os diodos, na função teste de semicondutor: D1 D2 D3 D4 Pol Direta Pol Reversa Pol Direta Pol Revers Pol Direta Pol Revers Pol Direta Pol Revers ENM 3/7 Rot05_OndaCompleta_S23S24

4 4) MONTAGEM E REALIZAÇÃO DOS EXPERIMENTOS 1º) RETIFICADOR DUPLO DE MEIA ONDA: a) Monte o circuito da figura 1. RL é o resistor de carga de 1k (ou 2x2k2 em //). b) Calcule o valor da tensão média da carga. VDC Vmax.0,636= e c) Use o MD (multímetro digital) para realizar a medida da tensão na carga= d) Confronte com o valor médio medido (MD)= com o calculado=. São próximos?. Se os valores forem próximos continue a experiência, caso contrário, desligue o circuito e confira as ligações/instrumento. 127V RL D1 D2 7 CUIDADO ao usar o transformador no protoboard: OBSERVAR QUE OS TERMINAIS 4 e 6 fiquem em colunas diferentes no protoboard. Caso sejam conectados na mesma coluna 4 e 6 fecham um CURTO. Figura 1: Circuito retificador duplo de meia onda. e) Usando os dois canais do osciloscópio anote as formas de onda entre os seguintes pontos. OBS: PARA CADA CONJUNTO DE MEDIDAS MANTENHA O TERMINAL GND DA PONTEIRA NO MESMO POTENCIAL. O primeiro subscrito é a ponteira positiva Medidas: 4-5 e 6-5 Medidas: 4-7 e 6-7 Medida: 7-5 Medidas: 4-5 e 7-5 ENM 4/7 Rot05_OndaCompleta_S23S24

5 f) Utilize o quadro resumo da Tabela 1 para calcular as grandezas da Tabela 2. VALORES EFICAZES CALCULADOS 4-5 (MD em AC) 4-7 (MD em AC) 6-5 (MD em AC) 6-7 (MD em AC) 7-5 (MD em AC) VALORES MÉDIOS CALCULADOS 4-5 (MD em DC) 4-7 (MD em DC) 6-5 (MD em DC) 6-7 (MD em DC) 7-5 (MD em DC) Tabela 2: Valores das tensões calculadas no circuito retificador duplo de meia onda g) Usando o multímetro, meça e anote os mesmos níveis de tensão indicados no item e) anterior. Nesta etapa deve-se observar a natureza da tensão ajustada no MD (DC = corrente contínua ou AC= corrente alternada conforme indica a tabela). VALORES EFICAZES MEDIDOS 4-5 (MD em AC) 4-7 (MD em AC) 6-5 (MD em AC) 6-7 (MD em AC) 7-5 (MD em AC) VALORES MÉDIOS MEDIDOS 4-5 (MD em DC) 4-7 (MD em DC) 6-5 (MD em DC) 6-7 (MD em DC) 7-5 (MD em DC) Tabela 3: Valores das tensões medidas no circuito retificador duplo de meia onda. Questão 1: Estabeleça um comparativo entre os valores medidos da Tabela 2 e da Tabela 3, relacionando o modo de operação do MD, o respectivo significado físico e a corretude das medidas obtidas com o MD. Questão 2: Calcule o valor da corrente e potência na carga. h) Na sequência, o circuito anterior é mantido, sendo inserido o capacitor eletrolítico de menor capacitância conforme indica a Figura 2. Observar a polaridade do capacitor e após o uso, descarregá-lo. Valor do capacitor: 2 4 D1 127V RL C D2 + 7 Figura 2: Circuito retificador duplo de meia onda com a etapa de filtragem. i) Usando o osciloscópio, meça e esboce a tensão na carga (entre os pontos 7-5): ENM 5/7 Rot05_OndaCompleta_S23S24

6 j) Meça a tensão média na carga usando o MD: VRL= k) Troque o capacitor pelo de maior valor e repita os passos i) e j) anteriores. Valor do capacitor: Tensão média na carga: MD VRL com MD= SCOPE VRL com SCOPE= QUESTIONÁRIO a ser respondido considerando o roteiro da 1ª e 2ª parte sobre retificadores monofásicos: Meia Onda, Duplo de Meia Onda e Ponte. Questão 1: Estabeleça um comparativo entre os valores medidos da Tabela 2 e da Tabela 3, relacionando o modo de operação do MD, o respectivo significado físico e a corretude das medidas obtidas com o MD. Questão 2: Calcule o valor da corrente e potência na carga. 3. Qual é a relação entre a frequência da rede e na carga para as configurações dos circuitos retificadores experimentadas. Faça um esboço do circuito das três configurações mostrando indicando o período da forma de onda na fonte e na carga. 4. Quando o diodo semicondutor está conectado em uma corrente alternada senoidal, qual é o parâmetro de especificação do diodo que deve ser observado na operação reversa? Justifique a sua resposta. 5. Os instrumentos de medidas elétricas são projetados para indicar qual(ais) valor(es) notável(veis)? 6. Quais são as características, ou parâmetros físicos que diferenciam uma corrente alternada de uma corrente contínua? 7. Supondo um retificador monofásico com a etapa de filtragem em que é usado um capacitor de elevada capacitância, o valor médio da tensão na carga pode ser aproximada por qual valor notável? 8. Usando um MD na escala de tensão para medir os valores de um retificador de meia onda, pede-se para indicar qual deve ser a natureza da escala a ser ajustada no MD para que o mesmo meça corretamente as seguintes condições: a)entre os terminais de maior tensão do transformador? b)entre os terminais do lado da baixa tensão? c)entre o terminal de catodo do diodo e a referência? d)sobre a carga. 9. Resolver os exercícios abaixo indicados do capítulo 2 do livro do Boylestad, 6ª ed. Página 75: 22 e 25. Página 76: 28. Página 77: 31 ENM 6/7 Rot05_OndaCompleta_S23S24

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