TAREFA 02 EXERCÍCIOS COM MATHCAD

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1 ELETRÔNICA E POTÊNCIA II LABORATÓRIO. SEMESTRE: 01-1 TAREFA 0 EXERCÍCIOS COM MATHCA ata da Entrega: Turma A ia 6 de Março de 01. Turma B ia 7 de Março de 01. Considerações: Cada eercício deve estar inserido dentro de uma área de cálculo. Uma área de cálculo pode ser inserida a partir do menu 'Insert/Area'. Tomar cuidado com variáveis comuns entre os eercícios. Se necessário, pode renomear uma determinada variável, porém mencione a razão no teto. 1 Ae o valor de z, utilizando o programa Mathcad, para as seguintes equações: a) z /6 3 k k k 10 67k k 65 b) z 6 /3 1/5 k k k 5k 9 k 3 e 5arc sin 47 cos 10sin( ) k c) z 1 8 ( ) 3 k e arc tan ln k log( k ) d) 1000 sin 1 sin z sin Sendo que 3, 1, k Traçar os gráficos das seguintes equações abaio para o intervalo mencionado, usando passo de cálculo adequado: a) 5 3 f ( ) 0,001 0,00 0,003 para 0 0

2 ELETRÔNICA E POTÊNCIA II LABORATÓRIO. SEMESTRE: 01-1 b) v ( t) 100 cos 60t i1 ( t) sin 60 t cos 4 60 cos 8 60 cos 1 60 cos para 0 t t t t t Observações item B: Traçar v () t e 1 i () 1 t no mesmo gráfico; Utilizando o Mathcad, calcular o valor médio e o valor eficaz de v () t e i () t Faça uma planilha de cálculo considerando os seguintes parâmetros, para um conversor flback: V 55 V,17 V,155 V, 0V C f 15 khz,60khz L100H 0,4 R L 10 a) Calcular a corrente de pico no MOSFET do flback: Corrente de pico: I P VC f L b) Calcular tensão na carga: RL Tensão na carga: Vout VC Lf c) Calcular a corrente eficaz no transistor: Corrente eficaz no transistor: I ef VC f L 3 3 d) Corrente média no diodo: Corrente média no diodo: I V f C LV out

3 ELETRÔNICA E POTÊNCIA II LABORATÓRIO. SEMESTRE: Resolva simbolicamente as equações abaio. Utilize o comando solve ou "Given Find". Simplifique quando necessário. a) b) a. b. c 0, calcular ; r ( ) r, calcular e ; 5 Reproduza a planilha Cálculo Físico do Indutor de um Conversor Boost. Obs.: Usar variáveis com unidades. Para o eercício 3 e 4 adotar o padrão para forma semelhante ao eemplo de planilha a seguir, com denominações e considerações.

4 ELETRÔNICA E POTÊNCIA II LABORATÓRIO. SEMESTRE: 01-1 Cálculo Físico do Indutor de um Conversor Boost is ciplina: EEL700 - Eletrônica de Potê ncia II Profess or: Ivo Barbi, r. Ing. Aluno: XXXXXXXXXXXXXXXXXXX Flor ianó polis - Mar ço d e 010 escrição: imensionamento do indutor de um Conversor Boost Especificações: Frequência de Comutação: f s 40kHz Corrente média no Indutor: Iin md 65A Ondulação de Corrente: I L 7A Indutância: L boost 7H ados: Indutância Máima B ma 0.3T Fator de Ocupação: K w 0.7 ensidade de Corrente: J ma 450 A cm a) imensionamento do Núcleo: L boost Iin md AeAw AeAw m 4 B ma J ma K w Núcleo Escolhido E65 b) ados do Núcleo Área da secção transversal do núcleo: Ae 5.3cm Área da janela: Aw 5.47cm Volume do Núcleo: V nucleo 55cm 3

5 ELETRÔNICA E POTÊNCIA II LABORATÓRIO. SEMESTRE: 01-1 Coeficiente de perdas por correntes perasitas: K f s Coeficiente de perdas por histerese: K h s Comprimento médio de uma espira: MLT 16.8cm c) Número de espiras: I L L boost Iin md N e N B ma Ae e d) Entreferro: Permeabilidade magnética do vácuo: N e 0 Ae Ig Ig 3.35mm L boost Ig I I 1.663mm m kg A s e) Cálculo da bitola dos condutores: Penetração máima: s 0.5 f s 0.075s 0.5 Para este coeficiente de penetração, a bitola máima do condutor é: AWG1 Secção do Condutor nu: S fio_nu cm Secção do Condutor Isolado: S fio_isol cm Resistividade do condutor: fio cm f) Área do Cobre: Iin md A cobre A J cobre 0.144cm ma

6 ELETRÔNICA E POTÊNCIA II LABORATÓRIO. SEMESTRE: 01-1 g) Número de condutores: A cobre N cond ceil N S cond 36 fio_nu h) Possibilidade de Eecução: N e N cond S fio_isol Aw min Aw K min.98 cm w Aw min Aw OK!! Pode montar!!! Awmin/Aw < 1 i) Comprimento do Chicote L icote MLT N e L icote 1.947m j) Cálculo Térmico Resistência de Condução fio L icote R cobre R N cobre cond Potência dissipada no cobre: P cobre R cobre Iin md P cobre W Perdas Magnéticas: Ecursão da densidade de fluo: B 0.1B ma 0.03 T.4 B V P nucleo nucleo K T h f s K f f s cm 3 W P nucleo 0.03W Resistência Térmica do núcleo: AeAw AeAw lo cm 4 AeAw lo R nucleo 3AeAw C lo R W nucleo C W Elevação de temperatura: T P cobre P nucleo R nucleo T C