DOBRADORES DE TENSÃO 1
DOBRADORES DE TENSÃO OBJETIVOS: Entender o funcionamento dos dobradores de tensão; calcular as tensões na saída dos dobradores de tensão. INTRODUÇÃO TEÓRICA Um dobrador de tensão produz uma tensão média aproximadamente igual ao dobro da tensão de pico da entrada. São muito usados em cargas de alta tensão e de baixa corrente. Em muitos casos os projetistas preferem utilizar dobradores de tensão em lugar de transformadores elevadores de tensão, porquanto, os transformadores além de serem mais caros e mais pesados, ocupam maior espaço. Com um triplicador de tensão por exemplo, o valor médio da tensão na saída (Vdc) é aproximadamente três vezes o valor de pico da tensão de entrada. No entanto, à medida que se multiplica a tensão, o fator de ondulação vai piorando. Trataremos nesta experiência de analisar o comportamento de um dobrador de tensão de meia onda e de um dobrador de tensão de onda completa. Podemos calcular de maneira aproximada a tensão na saída de um dobrador de tensão: Vdc = Vrms x 2,82 ou Vdc = 2Vp Para um dobrador de tensão de 1/2 onda, a freqüência de ondulação é igual a freqüência da tensão a ser retificada, enquanto que essa freqüência dobra para o dobrador de tensão de onda completa. PARTE PRÁTICA MATERIAIS NECESSÁRIOS 1- Módulo de ensaios para retificadores 1- Multímetro digital ou analógico 1- Osciloscópio DOBRADOR DE TENSÃO DE 1/2 ONDA 1- Meça a resistência dos enrolamentos do primário e do secundário (Es1 + Es2) do transformador, e anote esses valores na tabela 1. 2- No circuito dobrador de tensão de 1/2 onda, suponha que a tensão em cada um dos secundários seja de 12V. Calcule e anote os valores listados na tabela 2. Tabela 1: Resistência dos enrolamentos do transformador R PRIMÁRIO R SECUNDÁRIO (secundário 1) R SECUNDÁRIO (secundário 2) 2
R SECUNDÁRIO (secundário 1 + secundário 2) Tabela 2: Dobrador de 1/2 onda Tensão eficaz no secundário (Es1 ou Es2) 12,6V 3- Execute a fiação do circuito abaixo: 4- Meça e anote todos os valores listados na tabela 2. DOBRADOR DE TENSÃO DE ONDA COMPLETA 5- Repita os procedimentos 2, 3 e 4 para o dobrador de tensão de onda completa abaixo. Use a tabela 3 para anotar os valores calculados e medidos. Observe que o resistor de carga está em paralelo com os dois capacitores em série. VERIFICAÇÃO DE DEFEITOS: 3
6- Suponha que o capacitor C 1 esteja aberto, no circuito dobrador de tensão de 1/2 onda. Calcule o valor médio da tensão na carga, a freqüência de ondulação e o valor da ondulação de pico a pico, registrando esses valores na tabela 4. 7- Monte o circuito simulando o defeito (basta para isso não ligar o capacitor no circuito), meça e anote os valores listados na tabela 4. 8- Religue o capacitor e suponha agora que o diodo D 2 esteja aberto. Repita os procedimentos anteriores, anote os valores listados na tabela 4. (simule o defeito em D 2 não ligando-o ao circuito) 9- Religue o diodo D 2 e suponha agora que C 2 esteja aberto. Repita os procedimentos anteriores. Tabela 3: Dobrador de onda completa Tensão eficaz no secundário (Es1 ou Es2) 12,6V Tabela 4: Verificação de defeitos C 1 aberto D 2 aberto C 2 aberto Vdc f Vr Vdc f Vr PROJETO: 10 - Calcule o valor de um capacitor de filtro, para o circuito dobrador de tensão de 1/2 onda desta experiência, a fim de obter uma tensão de ondulação de pico a pico de aproximadamente 10%, com uma carga de 3k. Anote os valores calculados na tabela 5. 11- Monte o circuito que você projetou, meça e anote os valores listados na tabela 5. Tabela 5: Projeto Tensão eficaz no secundário 12,6V Capacitor de filtro sem anotação 4
CONCLUSÕES: 1- Analise o comportamento dos dobradores de tensão de 1/2 onda e de onda completa. Faça uma comparação entre os valores listados na tabela 6 e apresente conclusões. Tabela 6: Comparação entre o dobrador de 1/2 onda e o dobrador de onda completa Dobrador de 1/2 onda Dobrador de onda completa QUESTÕES: 1- Nesta experiência, a tensão de saída do dobrador de tensão de 1/2 onda foi aproximadamente igual: a) tensão de pico do primário b) tensão eficaz do secundário c) o dobro da tensão de pico do secundário d) o dobro da tensão de pico que alimenta o dobrador 2- A freqüência de ondulação do dobrador de tensão de 1/2 onda foi: a) 60Hz b) 120Hz c) 240Hz d) 480Hz 3- O dobrador de tensão de onda completa tem uma freqüência de ondulação de: a) 60Hz b) 120Hz c) 240Hz d) 480Hz 4- A tensão de pico a pico de ondulação de um dobrador de tensão de onda completa, comparada com um dobrador de tensão de 1/2 onda é: a) metade b) a mesma c) o dobro 5- Suponha que no circuito dobrador de onda completa desta experiência tenhamos os seguintes dados: - Resistência do primário do transformador: 30 - Resistência do secundário do transformador (enrolamento que alimenta o dobrador): 1 - Tensão no primário: 127V - Tensão no secundário: 13,4V Calcule a resistência equivalente de Thèvenin vista pelos capacitores. 5
6- Explique resumidamente o funcionamento de um dobrador de tensão de 1/2 onda. 7- Explique resumidamente o funcionamento de um dobrador de tensão de onda completa. 8- Suponha que no circuito dobrador de tensão de onda completa, os dois capacitores entrem em curto. O que acontece com os diodos? 9- Desenhe no quadro a seguir, a forma de onda de um dobrador de onda completa. 6