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ELETRÔNICA PROFª NATÁLIA RUIZ E-MAIL: NATALIA.CORREA@ESTACIO .BR EXERCÍCIOS: 1) Os diodos são dispositivo semicondutores, constituídos por uma junção de dois materiais dopados, um do tipo N, e outro do tipo P, onde em um deles há excesso de elétrons (elétrons livres), e em outro há falta de elétrons ou costumeiramente chamado, lacunas. Quando acontece a junção destes materiais tipo P e tipo N, há a formação de uma barreira de potencial na junção, conhecida como barreira de depleção ou barreira de potencial. Com base nestes dados, sobre os diodos, assinale a alternativa correta: a) No diodo, quando polarizado diretamente, sua barreira de depleção aumenta, o que faz a resistência diminuir, a corrente elétrica consegue passar pelo dispositivo; b) No diodo, quando polarizado reversamente, sua barreira de depleção aumenta, o que faz a resistência diminuir, a corrente elétrica consegue passar pelo dispositivo; c) No diodo, quando polarizado diretamente, sua barreira de depleção diminui, o que faz a resistência diminuir, a corrente elétrica consegue passar pelo dispositivo; d) No diodo, quando polarizado reversamente, sua barreira de depleção diminui, o que faz a resistência diminuir, a corrente elétrica consegue passar pelo dispositivo. X EXERCÍCIOS: 2) Admita-se que todos os componentes do circuito abaixo sejam ideais, que V = 2,4 volts, que r seja calculado adequadamente, obedecendo-se às limitações do diodo e, ainda, que o circuito seja alimentado por uma tensão senoidal de entrada Vi = 15,4 volts de pico com frequência compatível com as características do diodo. A partir de que valor de Vi o diodo conduz e qual o valor de Vo? EXERCÍCIOS: Vi > 2,4 V e Vo = 2,4V EXERCÍCIOS: 3) No circuito da figura abaixo, considere que a queda de tensão no diodo, quando o mesmo se encontra em condução, é 0,7 V. Nessa situação, a tensão Vo , em V, vale EXERCÍCIOS: Vo = 1,6 V EXERCÍCIOS: 4) Diante do circuito a seguir, foi detectado em problema técnico. Identifique-o e proponha uma solução. PRINCIPAIS ESPECIFICAÇÕES DO DIODO: ✓ Na polarização direta só existe corrente elétrica se a tensão aplicada ao diodo for maior que Vd (0,7V). ✓ Existirá uma corrente máxima que o diodo poderá conduzir (Idm) e uma potência máxima de dissipação (Pdm): Pdm = V . Idm ✓ Na polarização reversa existe uma tensão máxima chamada de tensão de ruptura ou breakdown (Vbr) e uma corrente muito pequena denominada de corrente de fuga.(If ) EXERCÍCIOS: I =V/R=> Id = (Vs - Vd) / R => Id = (15-0,7) / 4,7 => Id = 3,04 A • Nota-se que o valor da corrente calculada (3,04A) está acima do especificado para o componente conforme tabela de dados Idm = 1,2A (corrente máxima direta do diodo). P = V*I => Pd = Vd*Id => Pd = 0,7*3,04 => Pd = 2,12W • Outro problema se dá com a potência calculada (2,12W), e que também está acima do especificado para o diodo utilizado, onde na tabela de dados do componente, temos Pdm = 1,0W (potência máxima do diodo) A resistência mínima a ser utilizada seria: V = R*I => R = V/I => R = (Vs - Vd) / 1,2 => R = (15-0,7) / 1,2 => 11,9 Ω EXERCÍCIOS: 5) No circuito com diodo abaixo, E é a fonte de tensão de entrada, V0 representa a tensão de saída, D1 é um diodo de (Si) e RL é um resistor que controla a corrente do diodo. Determine a corrente no diodo D1 se a fonte de tensão E for de 10 Vcc e RL for igual 5,6KΩ. ID= (10V−0,7V) / 5600 = 1,66 mA EXERCÍCIOS: 6) No circuito da figura abaixo é composto por resistores e leds. Inicialmente, todos os leds estão apagados, e a chave S1 está aberta. Após o fechamento da chave, quais os leds que permanecerão APAGADOS? R: D2, D3 e D4 Não haverá corrente circulando onde estão D3 e D4, pois como um está em sentido contrário ao outro, independente do sentido da corrente, um deles estará em corte, funcionando como uma chave aberta. Quando S1 é fechada, D1 estará polarizado diretamente e D2 reversamente, acendendo D1. EXERCÍCIOS: 7) Dado o circuito abaixo, a corrente I e a tensão Vo valem, respectivamente? EXERCÍCIOS: Em primeiro lugar devemos realizar uma análise dos diodos para determinar se estão em corte ou conduzindo. • Para que o diodo superior conduza é necessário que o potencial o anodo seja maior que o do catodo. Observa-se que há um potencial de 20V no catodo, então para que ele conduza é necessário que haja mais de 20V no anodo. Como as outras fontes de potencial são 10V e 0V, conclui-se que esse diodo está em corte. • Realizando o mesmo tipo de análise para o diodo inferior, observa-se que ele possui seu catodo conectado em um potencial de 0V. Para entrar em condução será necessário um potencial maior conectado no terminal do anodo. Esse potencial pode ser fornecido pela bateria de 10V mais a queda de tensão que ocorrerá no resistor. EXERCÍCIOS: Vo = 0,7 V I = 𝑉𝑜 −10 2𝐾 = 0,7 −10 2𝐾 = −9,3 2𝐾 = −4,65𝑚𝐴 EXERCÍCIOS: 8) O engenheiro responsável pelo setor onde você está estagiando lhe entregou um documento que contém parte de um circuito com diodo e uma medida: VD=0. Essa queda de tensão no diodo foi medida através de um multímetro, diretamente na placa. Obviamente, a intenção do engenheiro é testar seus conhecimentos. Diga o que está de errado no circuito. a) Diodo está polarizado reversamente b) O diodo está aberto c) Não tem tensão suficiente para o diodo conduzir. d) O diodo está em curto. e) Diodo é um led, então o funcionamento é diferente de um diodo comum. x TENSÃO ALTERNADA: Uma tensão alternada (CA – corrente alternada) é aquela cujo módulo varia continuamente e cuja polaridade é invertida periodicamente: TENSÃO ALTERNADA: https://www.citisystems.com.br/motor-cc/ Aula 2.22 Retificação.pptx VALORES CARACTERÍSTICOS DE TENSÃO E CORRENTE CA: VALORES CARACTERÍSTICOS DE TENSÃO E CORRENTE CA: Valor médio - Pode ser entendido como a componente CC que compõe o sinal, ou seja, o equivalente a um sinal continuo. Utilizando uma formulação matemática o valor médio de uma tensão, por exemplo, é calculado analiticamente por integração como: Assim, podemos verificar que o valor médio de um sinal senoidal alternado com simetria no eixo x, é zero. VALORES CARACTERÍSTICOS DE TENSÃO E CORRENTE CA: Valor eficaz ou RMS (Root mean square) – Está relacionado com o calor dissipado em uma resistência. Ele representa o valor de uma tensão (ou corrente) contínua que produz a mesma dissipação de potência que a tensão (ou corrente) periódica. O osciloscópio é o instrumento de medida que trabalha no domínio do tempo e pode medir os valores de pico e pico- a-pico. Os osciloscópios digitais também medem os valores RMS e médios das ondas Qualquer multímetro mede corretamente, na escala DC, o valor médio da tensão ou corrente. Porém, na escala AC, os alguns multímetros digitais medem corretamente o valor eficaz das ondas senoidais CIRCUITO LIMITADOR POSITIVO: CIRCUITO LIMITADOR NEGATIVO: CIRCUITO LIMITADOR DUPLO: CIRCUITOS RETIFICADORES: Retificação : Processo de conversão de tensão alternada em tensão com uma única polaridade SITUAÇÃO PROBLEMA: • Em uma aula prática um professor passou um desafio para a sua equipe montar uma fonte de tensão contínua para alimentar uma lâmpada DC, tendo como entrada a tensão alternada gerada pela rede, utilizando dois diodos em ponte completa. Após a montagem de um protótipo em protoboard, e com o auxílio de um osciloscópio, verificou-se que a forma de onda da tensão de saída não é retilínea, sendo formada por ondas senóidais de semiciclo positivo • Qual método poderia ser feito para transformar o sinal de saída em um sinal mais próximo de uma fonte DC ? FILTRAGEM COM CAPACITOR: TRANSFORMADORES: 1 – transformadores abaixadores de tensão: Em um transformador ideal , a redução da tensão ocorre sem perda de potência, isto é, a potência entregue no primário é igual a potência fornecida no secundário, ou seja:TRANSFORMADORES: 2 – transformadores com derivação central no secundário (center tape): Esse transformador funciona como se tivesse dois secundários, portanto as relações de tensões , correntes e número de espiras são as mesmas que as do transformadores abaixadores de tensão. Os terminais centrais dos dois enrolamentos do secundário são interligados, fazendo com que suas tensões sejam defasadas de 180º RETIFICADOR DE MEIA ONDA: • É o mais simples dos retificadores; • É o menos eficiente; • É o menos utilizado na prática; • RL é a carga, ou seja, qualquer dispositivo que vai receber o sinal CC. RETIFICADOR DE MEIA ONDA: RETIFICADOR DE MEIA ONDA: Como a forma de onda na carga não é mais senoidal, o seu valor médio deixa de ser nulo, podendo ser calculado por: Corrente média na carga: Então, para que o diodo não queime, ele deve suportar tanto essa corrente média quanto a tensão de pico reversa. RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM CT: RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM CT: (OUTRA MANEIRA DE REPRESENTAR O CIRCUITO ANTERIOR) RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM CT: Vm = 2 𝑉𝑃 𝜋 ~ ,636 VP RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM PONTE COM FILTRO CAPACITIVO: RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM PONTE COM FILTRO CAPACITIVO: Vr = 𝑉𝑚𝑓 𝑓 .𝑅 .𝐶 𝑉𝑚𝑓 – tensão média na carga após a filtragem 𝑓 − frequência de ondulação R – resistência de carga C – capacitor de filtro Tensão de ripple Um(a) engenheiro(a) pretende fazer um conversor de tensão CA- CC. O primeiro estágio deste conversor é o retificador descrito na figura a seguir. Determine a tensão pico-a-pico de ripple aproximada na saída do circuito, sabendo que: Vi=120Vrms; fi=60Hz; diodos apresentam queda de 0,5V quando em condução; C=10μF; RL=12kΩ Vi=120Vrms; fi=60Hz; diodos apresentam queda de 0,5V quando em condução; C=10μF; RL=12kΩ 13,1 V 13,1 V APROFUNDAMENTO: VÍDEO "CIRCUITO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM FILTRO CAPACITIVO". DISPONÍVEL EM HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=WWDXQNCSXGO. DIFERENÇA ENTRE CORRENTE CONTÍNUA E ALTERNADA: HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=FTRFWRTZMKY https://www.youtube.com/watch?v=wWdxqncSxGo Aula 2.22 Retificação.pptx