Exercícios de Electrónica Industrial

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1 Exercícios de Electrónica Industrial I Dispositivos de electrónica potência Díodo 1.Recta de carga: Para o circuito: Vs=3V e R=750 ;e com a curva característica representada, qual a corrente directa no díodo Tensão de corte Id=0 => Vd=Vs =>Vd=3 V Corrente de saturação Vd=0 => Id=Vs / R => Id=3 / 750 Id= 4 ma Com a curva característica representada, a corrente directa no díodo será de Id 2,5mA e a tensão será de Vd=1,1V.

2 II Díodos e rectificadores 1. R=44W, C=0,1mF, Vo=220V S1=on (t=0s). a)determinar o pico de corrente no díodo. b)a tensão Vc para T=2ms. a) Ip V0 220, Ip 5A R 44 b) R.C ,4 s t 2 s Vc ( 2 s ) V0.e Vc (2 s) 139,4V t 2 RC 220.e 4,4

3 2. C=20mF, L= 80mH e Vo=220V S1=on (t=0s). a)determinar o pico de corrente no díodo. a) L di 1 i dt vc (t 0) 0 dt C Com a corrente inicial i(t=0)=0 e Vc(t=0)=-Vo i (t ) V0 C.sin(.t ) i p.sin(.t ) L com rad s LC C 20 e i p V A L 80

4 3. Para um rectificador em ponte de 220V- 50 Hz com uma carga RL=500 ohm. a)calcule o valor do condensador do filtro Ce para um factor de ripple RF < 5% b)calcule a tensão Vdc de saída

5 III Tirístor 1. Para o circuito apresentado na figura com Vcc=10 V, Ig~0,Vg= 4V e VD1on= 0,7 V a) Calcule o valor de R1 e R2 para que o tirístor entre em condução.

6 2. Para o circuito apresentado na figura com Ig~0,Vg= 4V e Va=Vm.sin( t) com Vm=35 V a) Se R1= 1 Kohm e R2= 4 Kohm qual será o b) Se f= 50 Hz qual será o t. c) Qual a forma de onda em RL d) Qual o valor eficaz da tensão em Rl

7 3. Para o circuito apresentado na figura com Ig~0,Vg= 4,5V, R2= 1Kohm e Va como mostra a fig. 2 Fig. 2 a) Obtenha a expressão que nos dá R1 em função do ângulo de disparo b) Qual o valor de R1 para um = /3.

8 VI Conversores Ac-Dc 1. Para o circuito apresentado na figura r com um ângulo de disparo = /3 e com o carga resistiva R. a) Calcule rendimento de rectificação b) Calcule o factor de forma Vdc I dc Vrms Vm 1 cos( ) 0, 2387.Vm 3 2 0,2387.Vm R Pdc Vdc.I dc Pdc sin 2 Vm I rms 0, 4485.Vm R Prms Vrms.I rms a) 2 0, 2387.Vm 0, 4485.Vm 2 b) FF 2 0, 2387.Vm R 12 0, 4485.Vm Prms 0, ,33 % 0,4485.Vm 1, ,90 % 0,2387.Vm 2 0,4485.Vm R

9 2. Para o circuito apresentado na figura com uma tensão de entrada 230 V 50hz, um carga R=10 ohms e com uma indutância de circulação Lc= 40 mh. Os ângulos de disparo são 1=60º e 2=120º. Vdc1 2Vm cos( 1) e Vdc2 2Vm cos( 2 ) Vdc1 Vdc2 ou cos( 2 ) cos( 1) cos( 1) então 2 1 a) Calcule o pico de corrente de circulação b) Calcule o pico de corrente na carga rad / s Vm ,2 V a) ir (max) b) ip0 2.Vm 325,2.(1 cos( 1 ) 25,9 A.Lr 314 0,04 325,2 32,52 A 10

10 V Conversores Ac-Ac 1. Controlo on-off Para o circuito da figura com uma tensão de entrada 220 V 50hz, uma carga R=10ohms. Os Tirístores conduzem para n=25 ciclos e estão ao corte m=75. a)calcule o V0, a tensão eficaz de saída. b)calcule o factor de potência de entrada, PF. c)calcule a corrente média e eficaz nos tirístores.

11 2. Controlo on-off Para o circuito da figura com uma tensão de entrada Vs= -Vi+V.sin( t), com Vi=5V e V=2v a)calcule o valor de K para o V0 eficaz: V0(rms)=3 V

12 3. Controlo por ângulo de fase Para o circuito da figura com uma tensão de entrada 220 V 50hz, uma carga R=10ohms. O Tirístore tem um ângulo de disparo = /2 a)calcule o V0, a tensão eficaz de saída. b)calcule o factor de potência de entrada, PF. c) Calcule a corrente média de

13 4. Controlo por ângulo de fase Para o circuito da figura com uma tensão de entrada 220 V 50hz, uma carga R=10ohms. O Tirístore tem um ângulo de disparo = /2 a)calcule o V0, a tensão eficaz de saída. b)calcule o factor de potência de entrada, PF. c) Calcule a corrente média de

14 5 Controlo por ângulo de fase Para o circuito da figura com uma sinal de entrada apresentado na figura 2. Fig. 2 a) Sendo Vm=5 V calcule o, para V0(rms)=1 V. b) Apresente o gráfico do sinal de saída Vo.

15 6. Controlador monofásico bi-direccional Para a figura com uma tensão de entrada 220 V 50hz, uma carga R=10ohms. Os Tirístores tem os ângulos de disparo = /2 e = /2 a)calcule o V0, a tensão eficaz de saída. b)calcule o factor de potência de entrada, PF. c) Calcule a corrente média de entrada.

16 7. Controlador monofásico bi-direccional Para o circuito da figura com sinal de entrada Vs=V.sin( t) a) Qual o valor para que o valor eficaz de saída V0(rms) seja igual a V 0( rms ) V. 2 2 b) Apresente o gráfico da forma de onda do sinal de saída c) Prove que o valor médio do sinal de saída é igual a zero.

17 8 Controlador monofásico bi-direccional Para o circuito da figura com sinal de entrada apresentado na figura 2 e com os ângulos de os ângulos de disparo = /2 e = /2. Fig.2 a)calcule o valor médio da tensão de saída.