14133975 ufrj aula 3 circuitos ceifadoresaula03 (1)
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IF-UFRJ FIW362
Laboratório de Física Moderna Eletrônica Curso de Licenciatura em Física Prof. Antônio Carlos Santos
Aula 3: Circuitos Ceifadores
Introdução, Tipos de Diodo
Diodo retificador – É o diodo próprio para trabalhar com altas correntes (acima de 1 A). Normalmente tem o corpo preto com um anel cinza nas extremidades Diodo de sinal - É o diodo fabricado para trabalhar com baixa correntes (na faixa dos mA). Tem o corpo de vidro, é menor e tem os terminais mais finos que o diodo retificador. Diodo de germânio – tem o corpo de vidro transparene e era usado nos rádios antigos para demodular os sinais de AM e FM (transformar um sinal de alta freqüência (RF) num de baixa (áudio)). Testes de diodos com multímetro digital – Para diodos e transistores em geral usamos o multímetro digital na escala marcada com um símbolo de diodo. A seguir medimos a peça nos dois sentidos. Se ele indicar baixa resistência num sentido (entre 400 e 900 Ω) e infinita no outro (indica OL), o diodo estará bom. Objetivos – Verificar experimentalmente, as formas de onda na saído dos circuitos ceifadores, bem como as suas curvas de transferência.
Teoria – Circuitos ceifadores são aqueles que ceifam parte do sinal aplicado em suas entradas. Os principais circuitos ceifadores são aqueles que utilizam diodos, resistores e baterias. Para fins de analise, devemos utilizar a curva de transferência de cada circuito, que consiste num gráfico, o qual relaciona a tensão de saída com a tensão de entrada.
Analisando o circuito, supondo o diodo como ideal, teremos que para o semiciclo positivo da tensão de entrada, ate esta atingir o valor da bateria V, o diodo estará cortado, pois, a resultante das tensões, faz com que este fique reversamente polarizado, aparecendo na saída o próprio sinal de
ENTRADA
tempo
SAIDA
tempo
v
SAIDA
V
saidaentrada
R
V
saidaentrada
R
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entrada. Quando a tensão de entrada atingir o valor de V, o diodo entrara em condução, fazendo a tensão de saída ser igual a V. A partir disso, a tensão de entrada atinge VMAX e decresce, ficando esta variação como queda de tensão no resistor R, continuando a saída com o valor V. Quando a tensão de entrada, decrescendo atingir um valor menor do que V, o diodo volta a condição de não condução, que prossegue durante todo o semi-ciclo negativo, fazendo com que na saída volte a aparecer o sinal de entrada. Teremos portanto, no trecho compreendido entre V e Vmax, parte do semi-ciclo positivo ceifado, obtendo-se assim um circuito ceifador positivo.
Na curva de transferência, temos uma reta inclinada de 45o com coeficiente de transferência igual a 1, ou seja, toda tensão de entrada é transferida à saída sem modificações. Quando a tensão de entrada for maior do que V, a característica de transferência é paralela ao eixo de tensão de entrada, fixada no valor V, assim sendo, a toda variação da tensão de entrada, na saída, aparecera esse valor.
Material Experimental Gerador de sinais Osciloscópio Fonte variável Diodo Resistores de 1 kΩ, 10 kΩ e 100 kΩ
Parte prática 1- Monte o circuito da figura abaixo. Conect a saída valores de RL, conforme a tabela. Para cada caso meça Vs com o osciloscópio, deixando no modo DC. Anote o valor medido e a forma de onda de saída. 2- Com a varedura desligada, observe na tela, a curva de transferência do circuito. Anote-a na tabela.
S 4Vpp10 kHz
RL
1kΩH V
S 4Vpp10 kHz
RL
1kΩH V
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RL =∞ RL = 100 kΩ RL = 100 kΩ Forma de onda
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
Curva de transferência
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
3- Repita os itens 1 e 2 para os circuitos das figuras abaixo
S 4Vpp
10 kHzRL
1kΩH V
S 4Vpp10 kHz
RL
1kΩH V
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RL =∞ RL = 100 kΩ RL = 100 kΩ Forma de onda
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
Curva de transferência
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
RL =∞ RL = 100 kΩ RL = 100 kΩ Forma de onda
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
Curva de transferência
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
S
4Vpp10 kHz RL
1kΩH V
1V
S
4Vpp10 kHz RL
1kΩH V
1V
10
RL =∞ RL = 100 kΩ RL = 100 kΩ Forma de onda
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
Curva de transferência
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
vertical = V/divisão
horizontal = V/divisão
Questões 1- Nos circuitos montados, qual a influencia do valor da carga na tensão de saída ? 2- Por que, com a varredura desligada, aparece na tela do osciloscópio a curva de transferência ? 3 – Analise os circuitos vistos nas figuras abaixo, determinando suas caracteristicas de transferência, supondo os diodos ideiais e como tensao de entrada, onda senoidal alternada com VEmax >V
S
4Vpp10 kHz RL
1kΩH V
1V
S
4Vpp10 kHz RL
1kΩH V
1V
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4- Para o circuito da figura abaixo, desenhe a forma de onda de VS devidamente cotada, bem como sua característica de transferência. Referencias [1] Laboratório de Eletricidade e Eletrônica , F. G. Capuano e M. A. M. Marino. Ed. Érica
⇒⇒⇒⇒ Datas de entrega do relatório (no início da próxima aula)
R VSVE R VSVER VSVE R VSVE
R VSVE R VSVE
R VSVE
V
R VSVE
V