MECÂNICA DE PRECISÃO - ELETRÔNICA I - Prof. NELSON M. KANASHIRO FILTRO CAPACITIVO

Transcrição

1 . INTRODUÇÃO Na saída dos circuios reificadores, viso na aula anerior, emos ensão pulsane que não adequada para o funcionameno da maioria dos aparelhos elerônicos. Esa ensão deve ser conínua, semelhane à ensão obida nas pilhas ou baerias. Para converer a ensão pulsane em conínua são uilizados capaciores, que êm a propriedade de armazenar energia elérica. figura Fone de ensão conínua. A ensão na saída de um reificador, em meia onda ou onda complea, é uma ensão pulsane, ver as figuras 2 e 3. A uilização dese ipo de ensão esá resria a alguns ipos de equipamenos ais como moores cc e carregadores de baerias auomoivas. V P V S V v () + 2.V S figura 2 - Reificação em meia onda. /6

2 v () S V v () p v () S2 VP VS V Np : Ns v () + 2.V S figura 3 - Reificação em onda complea. A maioria dos equipamenos elerônicos necessia de uma ensão semelhane à fornecida por uma baeria, iso é, uma ensão consane. figura 4 Para reduzir a ondulação da ensão pulsane, insala-se em paralelo com a carga um capacior, normalmene de grande capacidade. 2/6

3 Vamos analisar o circuio da figura 3: Para o circuio da figura 5, emos duas siuações: figura 5 - com a chave ligada à esquerda, o capacior se carrega aravés do resisor Rs. Se o capacior esiver descarregado, a correne é, inicialmene, de grande inensidade; - com a chave ligada à direia, o capacior descarrega sua carga sobre o resisor R L. O ciclo de carga e descarga do capacior é mosrado na figura 6: figura 6 RS.C - a equação para a curva de carga do capacior é: v () V.(- e ) - a equação para a curva de descarga do capacior é: v () V. e C C R L.C 3/6

4 2. RETIFICAÇÃO EM MEIA ONDA Para o reificador em meia onda, eremos o seguine gráfico da ensão: Vond mín f 60 Hz figura 5 Noe que exise uma ondulação (Vond ou ripple ), esa ondulação deermina a qualidade da fone de ensão. Quano menor a ondulação melhor será a qualidade da fone de ensão. Para diminuir esa ondulação aumena-se o valor do capacior. A ondulação é muias vezes denominada de ripple. O capacior carrega a parir de vc() min aé 2. Vs em um inervalo de empo muio curo. Quando a senoide diminui, com ensão menor que a do capacior, o capacior fornece correne à carga, descarregando-se aé vc() min. No cálculo do capacior é mais imporane considerarmos a descarga do capacior, onde fixamos vc() vc() min : () mín 2. VS. e R L.C Noe que o empo de descarga do capacior é aproximadamene igual ao período T da onda senoidal: T s f 60 Temos, enão: () mín 2. VS. e 60. R L.C 4/6

5 3. RETIFICAÇÃO EM ONDA COMPLETA Para o reificador em onda complea, eremos o seguine gráfico da ensão: s Vond mín figura 6 O capacior carrega a parir de vc() min aé 2. Vs em um inervalo de empo muio curo. Nese inervalo, o reificador além de carregar o capacior fornece correne ambém para a carga. Quando a senóide começa a decrescer, o capacior fornece correne à carga, descarregando-se aé vc() min. Nese caso ambém é mais imporane considerarmos a descarga do capacior, onde fixamos vc() vc() min : R L.C () mín 2. VS Noe que o empo de descarga do capacior é aproximadamene igual ao período T senoidal. Ese período corresponde à meade do período de uma senóide complea:. e Temos, enão: () mín T 20 s 20. R 2. V.e L.C S Nos filros capacivos em fones de ensão, os capaciores são de grande capacidade ( C > 00 µf ). Para eses valores de uiliza-se capaciores elerolíicos, que são polarizados. 5/6

6 Exemplo - Para o circuio reificador em meia onda abaixo, deermine o valor do capacior (em µf) de forma que vc() min 0V: dados: V 2V P 4,4W VS 8,5V a) cálculo de : P 4,4 P V. I,2 A V 2 R L V 2,2 0 Ω b) cálculo do capacior: () mín 60. R 2. V. e L.C S 0 2.8,5. e 60.0.C 0 2.e 600.C 0 e 600.C 0,833 e 600.C 2 ln(0,833) ln(e 600.C ln(0,833) ) e e 600.C C 600.ln(0,833) ln(0,833) 600.C -3-6 C C 9,4.0 F F 600.0,82 C 9.40 µf 6/6