Retificador de meia onda,Retificador de onda completa, Manuais, Projetos, Pesquisas de Eletrotécnica

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INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO METROPOLITANO DE

ANGOLA

Retificador

Relatório

Faculdade de Engenharia

 Curso: Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações

 Cadeira: Instrumentação e medidas.

 Turma: LEE3M

 Turno: Manhã

 3ª ano

Participantes do Grupo:

 20123107 – Dulce Marcia Capitão Tomas

 201513607 – Garcia Sebastião Moisés

 201514388 – Telma Pascoal

Docente

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Maitsudá Matos

Introdução A tensão fornecida pela concessionária de energia elétrica é alternada ao passo que os dispositivos eletrônicos operam com tensão contínua. Então é necessário retificá-la e isto é feito através dos circuitos retificadores que convertem corrente alternada em corrente contínua. Temos os retificadores monofásicos para uso em aparelhos eletrônicos de um modo geral e os retificadores polifásicos para uso em circuitos industriais de alta potência. Destacaremos neste experimento os três tipos de retificadores monofásicos que são:  Retificador de meia onda.  Retificador de onda completa utilizando transformador com derivação central.  Retificador de onda completa em ponte.

Objetivo Desenhar o diagrama de um circuito retificador de meia onda e explicar como ele funciona; Descrever as regras do transformador de entrada nas fontes de alimentação; Desenhar o diagrama de um circuito retificador de onda completa em ponte e explicar como ele funciona; Analisar um circuito retificador com filtro de entrada e suas correntes de surto.

1.1.2.2. Transformador com derivação central no secundário Esse transformador funciona como se estivesse dois secundários, portanto as relações entre tensões, corrente e número de espiras são as mesmas que as do transformador visto anterior mente. Os terminais centrais dos dois enrolamentos secundário são interligados, fazendo com eu as suas tensões sejam desfasadas de 180 graus, como mostra a figura 3: 1.1.3.Retificador de meia onda O mais simples dos retificadores é o retificador de meia onda. Sua constituição básica é um diodo em serie com uma carga RL, como apresenta a figura 4 : O diodo tem a característica de conduzir corrente somente num sentido e devido a esta característica unidirecional, o mesmo é utilizado para retificar. O diodo ideal com polarização direta comporta como uma chave fechada e com polarização reversa comporta como uma chave aberta. O diodo tem resistência direta muito baixa e resistência reversa muito alta. 1.1.3.1. Funcionamento do circuito Para o ponto A positivo em relação a B, o diodo está polarizado diretamente e conduz. A corrente circula de A até B passando pelo diodo e RL. Para o ponto A negativo em relação a B, o diodo está polarizado inversamente e não conduz. Tem-se corrente em RL somente nos semiciclos positivos de entrada. Os semiciclos positivos passam para a saída e os semiciclos negativos ficam no diodo. A freqüência de ondulação na saída é igual à frequência de entrada. O retificador de meia onda tem baixa eficiência. Figura 3: transformador com derivação central no secundário (center tap) Figura 4: Retificador De Meia Onda Figura 5: Retificador De Meia Onda

1.1.4.Retificador de onda completa em ponte 1.1.5.Funcionamento do circuito O retificador em ponte dispensa o uso do transformador com tomada central. Com isto, pode-se ter um retificador de onda completa ligado diretamente à rede elétrica. Quando A é positivo em relação a B, a corrente sai de A passa por D1, RL, D3 e chega ao ponto B. Quando A é negativo em relação a B, a corrente sai de B passa por D2, RL, D4 e chega ao ponto A. Conduzem somente dois diodos de cada vez. Quando o ponto A é positivo D1 e D3 conduzem. Quando o ponto A é negativo D2 e D4 conduzem. Para qualquer polaridade de A ou de B a corrente IL circula num único sentido em RL e por isto, a corrente em RL é contínua. Temos somente os semiciclos positivos na saída. A frequência de ondulação na saída é o dobro da frequência de entrada. Figura 6: Retificador De Onda Completa Figura7: Forma de onda num retificaor de onda Completa ideal

Em seguida para se observar o processo de retificação conectamos as pontas de prova a carga como mostra as setas vermelha da figura 7, pelo na resistência (carga), vê se que durante o semicliclo positivo de 𝑉 2 , o Diodo conduz ( Polarização direita), Fazendo com que a tensão corta (Polarização reversa), fazendo com que a tensão de saída seja nula e a tensão de entrada caia toda em cima do diodo, como mostra as figura Figura 9: Forma de onda no Transformador (setas preta – Tensão no secundario) Figura 10: Forma de onda num retificaor de meia onda ideal

Como a forma de onda na carga não é, mas senoidal, embora a frequência seja a mesma da tensão de entrada, o seu valor médio deixa de ser nulo, podendo ser calculada por: Assim, pode se calcular a corrente média na carga (Igual à corrente media no diodo) da seguinte forma: Então o diodo não queima, ele deve suportar tanto essa corrente media quando de pico reversa, ou seja: Figura 11: Forma de onda num retificaor de meia onda

Como neste caso a frequência da tensão de saída dobra de valor, a tensão media na carga também dobra, ou seja: Nesse circuito, a tensão de pico na carga corresponde à tensão de pico da saída do transformador, portanto a tensão média final é o dobro da tensão média obtida pelo retificador anterior. Com a tensão média na carga pode se calcular também a sua corrente media: 1.3.3.Filtros para fontes de alimentação A ondulação na saída do circuito retificador é muito grande o que torna a tensão de saída inadequada para alimentar a maioria dos circuitos eletrônicos. É necessário fazer uma filtragem na tensão de saída do retificador. A filtragem nivela a forma de onda na saída do retificador tornando- a próxima de uma tensão contínua pura que é a tensão da bateria ou da pilha. A maneira mais simples de efetuar a filtragem é ligar um capacitor(10 micro farad) de alta capacitância em paralelo com a carga RL e normalmente, utiliza-se um capacitor eletrolítico. A função do capacitor é reduzir a ondulação na saída do retificador e quanto maior for o valor deste capacitor menor será a ondulação na saída da fonte.

1.3.4.Retificador de meia onda em Filtro No semiciclo positivo o diodo conduz e carrega o capacitor com o valor de pico (VP) da tensão. Assim que a tensão de entrada cair a Zero, o diodo pára de conduzir e o capacitor mantém- se carregado e descarrega lentamente em RL. Quando a tensão de entrada fica negativa (semiciclo negativo) o diodo não conduz e o capacitor continua descarregando lentamente em RL. O capacitor recarrega 60 vezes por segundo. O capacitor carrega de Vmin até VP e neste intervalo de tempo ( ) o diodo conduz. O capacitor descarregará de VP até Vmin e neste intervalo o diodo não conduzirá. Figura 14: Montagem Do Circuito Retificador De Meia Onda Filtro A Capacitor Figura 15: Montagem Do Circuito Retificador De Meia Onda Filtro A Capacitor

1.3.6.Funcionamento A filtragem para o retificador de onda completa é mais eficiente do que para o retificador de meia onda. Em onda completa o capacitor (10 microfared) será recarregado 120 vezes por segundo. O capacitor descarrega durante um tempo menor e com isto a sua tensão permanece próxima de VP até que seja novamente recarregado. Quando a carga RL solicita uma alta corrente é necessário que o retificador seja de onda completa. Forma de onda na saída está mostrada abaixo. Figura 19: Forma de Onda Retificador De Onda Completa Filtro A Capacitor

Conclusão Com tudo que foi feito durante a investigação e experimento, consguimos estudar os comportamentos das onda de um retificador de meia onda e de onda complenta e filtros com capacitores. A tensão alternada na entrada de um circuito retificador deve ser adequada ao seu padrão de tensão, ou seja, a tensão da rede elétrica, antes de ser ligada ao retificador, precisa ser reduzida, trabalho este realizado pelo transformador. Ainda, após o retificador, é necessário eliminar as variações da tensão continua para que ela se torne constante, o que é feito por filtro ou circuito regulador de tensão. A este conjunto da se o nome de fonte de alimentação. A maneira mais simples de efetuar a filtragem é ligar um capacitor(10 micro farad) de alta capacitância em paralelo com a carga RL e normalmente, utiliza-se um capacitor eletrolítico. A função do capacitor é reduzir a ondulação na saída do retificador e quanto maior for o valor deste capacitor menor será a ondulação na saída da fonte.