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Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa CatarinaDepartamento Acadêmico de Eletrônica
Desenho Técnico
A t ã d Ci itA t ã d Ci itApresentação do Circuito paraApresentação do Circuito paraMontagemMontagem
Prof. Clóvis Antônio Petry.
Florianópolis, agosto de 2008.Florianópolis, agosto de 2008.
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Nesta aulaNesta aula
TópicosTópicos dede estudoestudo::1. Circuito a ser montado;;2. Principais grandezas elétricas;3. Lei de Ohm;4. Fontes de tensão e corrente;5. Correntes e tensões contínuas e alternadas;6. Principais componentes eletrônicos.
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Circuito a ser montadoCircuito a ser montado
FonteFonte linearlinear::
CHAVE FU1 TRAFO 1
D1 D3C1 C3 R1
VI1 VO 3
GN
D2
U1
C5
R3
D5LED
Saída Positiva (+VCC)
Fase (rede)
D2 D4C2 C4 R2
VI2 VO 3GN
D1
C6
R4
D6LED
comum (terra)
Saída Negativa (-VCC)
Neutro (rede)
U2
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Circuito a ser montadoCircuito a ser montado
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Principais grandezas elétricasPrincipais grandezas elétricas
CorrenteCorrente elétricaelétrica::
• A corrente elétrica é originada a partir do movimento das cargas elétricas. É, portanto, o fluxo de cargas por unidade de tempo.
R t t lét i l l t I i i(t) A l t iú l• Representa-se a corrente elétrica pelas letras I, i ou i(t). A letra maiúscula denota variáveis contínuas, que não variam no tempo.
•Variáveis dependentes do tempo são denotadas por letras minúsculas ou p p ppor funções de t. Usa-se o formato itálico para diferenciar variáveis do texto normal.
• A unidade de medida de corrente elétrica é o ampère (A) Normalmente• A unidade de medida de corrente elétrica é o ampère (A). Normalmente se utilizam também múltiplos e submúltiplos da unidade base, que são: -
- microampères (μA), miliampères- (mA), kiloampères (kA), entre outras.
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Principais grandezas elétricasPrincipais grandezas elétricas
TensãoTensão elétricaelétrica::
• A tensão elétrica está relacionada com a energia necessária para o deslocamento de cargas elétricas. Também conhecida por voltagem ou diferença de potencial.
• É representada pelas letras V, v ou v(t).
• A unidade de medida de tensão elétrica é o Volt (V) e também podem serA unidade de medida de tensão elétrica é o Volt (V) e também podem ser usados múltiplos e submúltiplos como: kilovolt(kV), milivolt(mV), entre outros.
Símbolos de fontes de tensão
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Principais grandezas elétricasPrincipais grandezas elétricas
ResistênciaResistência elétricaelétrica::• Resistência elétrica é a oposição dos materiais à passagem da corrente elétrica, ou mais precisamente, ao movimento de cargas elétricas. O elemento ideal usado como modelo para este comportamento é o resistor.
• Representa-se a resistência pela letra R.
• A unidade de medida de resistência é o Ohm (Ω), mas é muito freqüente o uso de múltiplos como o kilohm (kΩ) e o megaohm (MΩ) e submúltiplos como o miliohm (mΩ) e microhm (μΩ).
Símbolo do resistor
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Principais grandezas elétricasPrincipais grandezas elétricas
PotênciaPotência elétricaelétrica::• Potência é a energia por unidade de tempo, fornecida ou recebida por um elemento e é igual ao produto da tensão entre os terminais do elemento pela corrente que o atravessa.
• Representa-se a potência pela letra P e sua unidade de medida é o Watt (W).
• Normalmente se usam como múltiplos do Watt o kilowatt (kW) e o megawatt (MW) e como submúltiplos o miliwatt (mW) e o microwatt (μW).
• A potência em um elemento de circuito pode ser determinada por:A potência em um elemento de circuito pode ser determinada por:
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Lei de OhmLei de Ohm
LeiLei dede OhmOhm::A expressão que relaciona as grandezas tensão, corrente e resistência nos elementos de circuitos elétricos é denominada de Lei de Ohm e está mostrada abaixo. Note que as expressões estão sendo mostradas para variáveis contínuasvariáveis contínuas.
Exemplo:Se um resistor de 10 Ω é percorrido por uma corrente de 2 A,
t ã dif d t i l t t i i é d 20 Va tensão ou diferença de potencial entre seus terminais é de 20 V.
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Lei de OhmLei de Ohm
ExercícioExercício::Demonstrar as expressões a seguir.
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Fontes de eletricidadeFontes de eletricidade
AsAs principaisprincipais fontesfontes sãosão::1 Baterias químicas e pilhas;1. Baterias químicas e pilhas;2. Geradores;3. Energia térmica, eólica e hidráulica;4. Energia nuclear;g ;5. Células de hidrogênio;6. Fotocélulas;7. Efeito piezoelétrico;8. Termopares.
Capítulo 1 de:Capítulo 1 de:
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Fonte de tensão ideal e realFonte de tensão ideal e real
Uma fonte de tensão ideal fornece na sua saída uma tensão que independeda carga ou seja da corrente solicitada da fonteda carga, ou seja, da corrente solicitada da fonte. Rs
12 VRL
12 VRL
Fonte de tensão ideal Fonte de tensão real
Capítulo 1 de:Capítulo 1 de:
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Fonte de corrente real e idealFonte de corrente real e ideal
Uma fonte de corrente ideal fornece na sua saída uma corrente que independe da tensão nos seus terminais e da carga na saída da mesmaindepende da tensão nos seus terminais e da carga na saída da mesma.
5 ARL
5 ARL
Rs
Fonte de corrente ideal Fonte de corrente real
Capítulo 1 de:Capítulo 1 de:
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Correntes e tensões contínuas e alternadasCorrentes e tensões contínuas e alternadas
TensõesTensões ee correntescorrentes contínuascontínuas::
+fI
fV fI
+ +fV
− t
f
tCorrenteTensão
+
0+
0+−
CorrenteTensão− −
Capítulo 1 de:Capítulo 1 de:
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Correntes e tensões contínuas e alternadasCorrentes e tensões contínuas e alternadas
TensõesTensões ee correntescorrentes contínuascontínuas (invertendo(invertendo aa fonte)fonte)::
+I
fV fI
+ +fV
t
fI
t
+
0+
0−
+
−
CorrenteTensão
− −
Capítulo 1 de:Capítulo 1 de:
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Correntes e tensões contínuas e alternadasCorrentes e tensões contínuas e alternadas
TensõesTensões ee correntescorrentes alternadasalternadas::
+fv fi
+ +
fv
+
tfi
t
+
0+
0
−CorrenteTensão
− −
Capítulo 1 de:Capítulo 1 de:
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ResistoresResistores
ResistênciaResistência dependedepende dede::• Material;Material;• Comprimento;• Área da seção reta;• Temperatura.p
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ResistoresResistores
TiposTipos dede resistoresresistores::
Resistor fixo de carbono.
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ResistoresResistores
TiposTipos dede resistoresresistores::
Resistores fixos de carbono com potências
diferentesdiferentes.
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ResistoresResistores
TiposTipos dede resistoresresistores::
Resistores de Resistores para Resistores deResistores de potência de fio.
Resistores para altas tensões.
Resistores de precisão de filme
metálico.
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ResistoresResistores
TiposTipos dede resistoresresistores:: Resistores de potência.
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ResistoresResistores
TiposTipos dede resistoresresistores::
Resistores de potência de fio.
Resistores de precisão de fio.
Resistores de filme em chip.
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ResistoresResistores
TiposTipos dede resistoresresistores::
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ResistoresResistores
TiposTipos dede resistoresresistores::
Resistores variáveis e ajustáveis.
Trimpots e potenciômetros.
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ResistoresResistores
TiposTipos dede resistoresresistores::
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ResistoresResistores
TiposTipos dede resistoresresistores:: Resistores variáveis evariáveis e ajustáveis.
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ResistoresResistores
TiposTipos dede resistoresresistores::
Resistores variáveis e ajustáveis.
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ResistoresResistores
TiposTipos dede resistoresresistores::
PotenciômetrosPotenciômetros de precisão ou
multivoltas.
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CapacitoresCapacitores
CapacitânciaCapacitância dependedepende dede::• Dielétrico (permissividade);• Dielétrico (permissividade);• Área das placas;• Distância entre as placas.
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CapacitoresCapacitores
TiposTipos dede capacitorescapacitores::
Capacitores fixos de mica.
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CapacitoresCapacitores
TiposTipos dede capacitorescapacitores:: Capacitores de disco dedisco de
cerâmica.
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CapacitoresCapacitores
TiposTipos dede capacitorescapacitores:: Capacitores integradosintegrados.
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CapacitoresCapacitores
TiposTipos dede capacitorescapacitores:: Capacitores eletrolíticoseletrolíticos.
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CapacitoresCapacitores
TiposTipos dede capacitorescapacitores:: Capacitores de tântalotântalo.
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CapacitoresCapacitores
TiposTipos dede capacitorescapacitores:: Capacitores de filme de poliésterfilme de poliéster.
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CapacitoresCapacitores
TiposTipos dede capacitorescapacitores:: Capacitores variáveis e ajustáveise ajustáveis.
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CapacitoresCapacitores
TiposTipos dede capacitorescapacitores:: Super capacitores
Small capacitance 3F, 2.3V – 300F, 2.3V
back-up power, on-board UPS, etc.
Medium capacitance
300F, 2.3V –5000F, 2.7V
peak power, UPS, etc.
Large capacitance 5000F, 2.7V –peak power, low
maintenance Large capacitance ,80.000F, 1.8 V energy storage,
etc.
Supercapacitor d l
5V- 700V, capacitance on Higher voltage
li timodules capacitance on request. applications
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CapacitoresCapacitores
TestandoTestando capacitorescapacitores::
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DiodosDiodos
DiodoDiodo::• Componente formado por uma junção PN semicondutora,
normalmente de silício e que possui a propriedade de conduzirnormalmente de silício e que possui a propriedade de conduzircorrente em apenas um sentido.
Curva ID x VD
Símbolo do diodo
Anodo(A)
Catodo(C ou K)
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DiodosDiodos
Diodo conduzindo
Diodo bloqueado
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DiodosDiodos
Diodos de potência
Diodos de sinal
Diodos de uso geral
Circuitos integradosde diodos
Diodos de uso geral
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DiodosDiodos
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DiodosDiodos
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DiodosDiodos
Escala para teste de diodos
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LEDLED
DiodosDiodos emissoresemissores dede luzluz (LEDs)(LEDs)::• Eletroluminescência – processo de emissão de luz pelaEletroluminescência processo de emissão de luz pela
aplicação de uma fonte elétrica de energia.
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LEDLED
CorrenteCorrente diretadireta versusversus tensãotensão diretadireta parapara ledsleds miniaturaminiatura::
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TransistorTransistor
HistóricoHistórico::• Diodo a válvula – 1904 por J A Fleming;Diodo a válvula 1904 por J. A. Fleming;• Triodo a válvula – 1906 por Lee De Forest;• Transistor – 1947 por Walter H. Brattain e John Bardeen.• Posteriormente: Mosfet, Igbt, Silicon Carbide, etc., g , ,
http://www.eletrica.ufpr.br/mehl/te040/historia_transistor.pdf
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TransistorTransistor
Amplificador com transistor bipolar.
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TransistorTransistor
Oscilador controlado a cristal.
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TransistorTransistor
Regulador de tensão com transistor bipolar.
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TransistorTransistor
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TransistorTransistor
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Amplificador operacionalAmplificador operacional
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Amplificador operacionalAmplificador operacional
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Regulador linearRegulador linear
Princípio da regulação série.
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Regulador linearRegulador linear
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Regulador linearRegulador linear
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Regulador linearRegulador linear
1,25refV V=
50 100ADJI ou Aμ=
21 RV V I R⎛ ⎞+ +⎜ ⎟2
21
1o ref ADJV V I RR
= + + ⋅⎜ ⎟⎝ ⎠
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Regulador linearRegulador linear
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TransformadoresTransformadores
O enrolamento no qual a fonte é aplicada é denominado primário,O enrolamento no qual a fonte é aplicada é denominado primário,e o enrolamento no qual a carga é conectada é chamado de secundário.e o enrolamento no qual a carga é conectada é chamado de secundário.e o enrolamento no qual a carga é conectada é chamado de secundário.e o enrolamento no qual a carga é conectada é chamado de secundário.
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TransformadoresTransformadores
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TransformadoresTransformadores
Relação de transformação:
p
s
Na
N=
Se a < 1:
1 s pa N N< → >Transformador elevador de tensão
p pE N=
Se a > 1:
1 p sa N N> → >
s sE N
NITransformador abaixador de tensão
ps
p s
NII N
=
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TransformadoresTransformadores
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AssuntoAssunto::1 Explicação do circuito a ser montado1. Explicação do circuito a ser montado.
??
CHAVE FU1 TRAFO 1
D1 D3C1 C3 R1
VI1 VO 3
GN
D2
U1
C5
R3
D5LED
Saída Positiva (+VCC)
Fase (rede)
D2 D4C2 C4 R2
VI2 VO 3GN
D1
C6
R4
LED
D6LED
comum (terra)
Saída Negativa (-VCC)
Neutro (rede)
VI VO
U2Saída Negativa ( VCC)