lab eletronica 1 relatório prática 05

UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO

RELATÓRIO PRÁTICA 05

RETIFICADOR

DE ONDA COMPLETA

Disciplina: Laboratório de Eletrônica 01 Professor: Marcílio Feitosa Turma: EA Alunos: Breno Tiburcio Matos Edilson Ricardo Marques Ferreira Jansle Fernandes

PRÁTICA 05 – RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA

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Introdução Esta prática tem como objetivo observar, no osciloscópio, as formas de onda na saída (Vo) dos circuitos retificadores de onda completa, que são: Center Tape

Figura 1 Tipo Ponte.

Figura 2

D2DIODE

T3311V To 22,5V

D1DIODE

60 Hz

V1-311/311V

R110k

D1 Bridge

60 Hz

V1 - 311/311V

T1 311 TO 22,5

R1 10k


50

Revisão do assunto

Retificador de onda completa tipo center tape A figura 3 mostra um retificador de onda completa tipo center tape. Observe a tomada central no enrolamento secundário. Por causa dessa tomada, o circuito é equivalente a dois retificadores de meia onda. O retificador superior retifica o semiciclo positivo da tensão do secundário, enquanto o retificador inferior retifica o semiciclo negativo da tensão do secundário.

Figura 3 As duas tensões denominadas de U2/2 na figura 3 são idênticas em amplitude e fase. O transformador ideal pode ser, portanto, substituído por duas fontes de tensão idênticas, como mostra a figura 3 à direita, sem alteração no funcionamento elétrico da rede. Quando U2/2 é positiva, D1 está diretamente polarizado e conduz, mas D2 está reversamente polarizado e cortado. Analogamente, quando U2/2 é negativa, D2 conduz e D1 cortado. Considerando os dois diodos ideais, temos a curva de tensão sobre o resistor de carga mostrada na figura 4. Valor CC ou valor médio A tensão média de um retificador de meia onda mostrada por um voltímetro é similar o do retificador de meia onda com a observação de que agora tem-se um ciclo completo e ovalor será o dobro. É dado por:

VCC = 2*0.318 (UP/2) = 0,318UP diodo ideal VCC = 0.636 (UP/2 - Vσ) diodo 2ª aproximação

Freqüência de saída A freqüência de saída de onda completa é o dobro da freqüência de entrada, pois a definição de ciclo completo diz que uma forma de onda completa seu ciclo quando ela começa a repeti-lo. Na Figura 4, a forma de onda retificada começa a repetição após um semiciclo da tensão do secundário. Supondo que a tensão de entrada tenha uma freqüência de 60Hz, a onda retificada terá uma freqüência de 120Hz e um período de 8,33ms.


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Figura 4 Retificador de onda completa tipo ponte Na figura 5 é mostrado um retificador de onda completa em ponte. Com o uso de quatro diodos no lugar de dois, elimina-se o uso da tomada central do transformador. Durante o semiciclo positivo da tensão U2, o diodo D3 recebe um potencial positivo em seu anodo, e o D2 um potencial negativo no catodo. Dessa forma, D2 e D3 conduzem, D1 e D4 ficam reversamente polarizados e o resistor de carga R recebe todo o semiciclo positivo da tensão U2. Durante o semiciclo negativo da tensão U2, o diodo D4 recebe um potencial positivo em seu anodo, e o diodo D1 um potencial negativo no catodo, devido à inversão da polaridade de U2. Os diodos D1 e D4 conduzem e os diodos D2 e D3 ficam reversamente polarizados.


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Figura 5 A corrente I percorre o resistor de carga sempre num mesmo sentido. Portanto a tensão UR é sempre positiva. Na figura 6 são mostradas as formas de ondas sobre o resistor de carga e os diodos, considerando os diodos ideais. .

Figura 6


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Procedimento Operacional • Colocar a chave “AC – GND – DC” do canal que será utilizado na posição “GND” e

alinhar a linha do osciloscópio com a linha da grade (pintada); • Colocar a chave na posição “DC”; • Posicionar a chave interna do controle “volts/div” totalmente para direita; • Sintonizar o trigger pelo canal 1; • Se a onda estiver se deslocando na tela, ajuste o botão “Trigger level”, até a mesma se

estabilizar; • Modo do trigger: “AUTO”. • Ligar o osciloscópio diretamente ao gerador e ajustar (no gerador) a onda desejada; • A chave na ponteira foi configurada para “10X”, devido à saída do trafo fornecer

16VACRMS, portanto 22,62VACpico e o osciloscópio medir no máximo 20Vpico, com isso a tensão lida será multiplicada por 10.

• Para uma onda de 60Hz, temos um período de T = 1/60 = 0,1667s. Necessitando no osciloscópio um ajuste de 5ms/div.


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Resultados experimentais 1. Retificador de onda completa tipo center tape. Dados:

• 01 (um) gerador de tensão senoidal de 311V de pico e freqüência 60Hz; • 01 (um) transformador 311/22,5V; • 02 (dois) diodos; • 01 (um) resistor de 10kΩ. • 02 (dois) capacitores de 1µF e 100µF

1.1. Sem capacitor

D2DIODE

T3311V To 22,5V

D1DIODE

60 Hz

V1-311/311V

R110k


55

Medição na saída do circuito, sobre o resistor R1. • Observamos que a medição entre os terminais do resistor R1 mostra uma forma de ½ onda

senoidal positiva com Vpico = 1,15 div (2V/div), logo: Vpico = 1,15 div x 2V x 10 (ponteira) = 23V.

• A medição do período é 1,6 divisões (5ms/div), logo: T = 1,6div x 5ms (ponteira) = 8,3ms, com isso a freqüência será f = 1/T = 120Hz.

1.2. Com capacitor de 1µF

5ms / div

2V / div

C11uF

D2DIODE

T3311V To 22,5V

D1DIODE

60 Hz

V1-311/311V

R110k

5ms / div

2V / div


56

Colocando-se um capacitor de 1µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue: • Com o ajuste do osciloscópio em volt/div = 2V/div e o time/div = 5ms, a medição na

tensão de saída será uma onda contínua com ondulações (tensão de ondulação) bem definida. Isso ocorre devido o capacitor não descarregar completamente.


5ms / div

2V / div

C1100uF

D2DIODE

T3311V To 22,5V

D1DIODE

60 Hz

V1-311/311V

R110k


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tensão de saída será uma onda contínua praticamente sem ondulações, o circuito mantém o ciclo positivo e retifica o ciclo negativo.

2. Retificador de onda completa tipo ponte. Dados:

• 01 (um) gerador de tensão senoidal de 311V de pico e freqüência 60Hz; • 01 (um) transformador 311/22,5V; • 04 (quatro) diodos; • 01 (um) resistor de 10kΩ. • 02 (dois) capacitores de 1µF e 100µF

2.1. Sem capacitor

2V / div

D1 Bridge

60 Hz

V1 -311/311V

T1 311 TO 22,5V

R1 10k


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Medição na saída do circuito, sobre o resistor R1. • Observamos que a medição entre os terminais do resistor R1 mostra uma forma de ½ onda

senoidal positiva com Vpico = 1,15 div (2V/div), logo: Vpico = 1,15 div x 2V x 10 (ponteira) = 23V.

• A medição do período é 1,6 divisões (5ms/div), logo: T = 1,6div x 5ms (ponteira) = 8,3ms, com isso a freqüência será f = 1/T = 120Hz.


+ C1 1uF

D1 Bridge

60 Hz

V1 -311/311V

T1 311 TO 22,5

R1 10k

5ms / div

2V / div


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tensão de saída será uma onda contínua com ondulações (tensão de ondulação) bem definida. Isso ocorre devido o capacitor não descarregar completamente.


+ C1

100 uF

D1 Bridge

60 Hz

V1 -311/311V

T1 311 TO 22,5V

R1 10k

5ms / div

2V / div


60


tensão de saída será uma onda contínua praticamente sem ondulações, o circuito mantém o ciclo positivo e retifica o ciclo negativo.

2V / div


61

0.000ms 20.00ms 40.00ms 60.00ms 80.00ms 100.0ms

25.00 V

15.00 V

5.000 V

-5.000 V

-15.00 V

-25.00 V

A: d1_3

Resultados simulados 3. Retificador de onda completa tipo center tape. Dados:

• 01 (um) gerador de tensão senoidal de 311V de pico e freqüência 60Hz; • 01 (um) transformador 311/22,5V; • 02 (dois) diodos; • 01 (um) resistor de 10kΩ. • 02 (dois) capacitores de 1µF e 100µF

3.1. Sem capacitor Medição na saída do circuito, sobre o resistor R1.

D2DIODE

T3311V To 22,5V

D1DIODE

60 Hz

V1-311/311V

R110k


62

3.2. Com capacitor de 1µF Colocando-se um capacitor de 1µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue:

0.000ms 20.00ms 40.00ms 60.00ms 80.00ms 100.0ms

25.00 V

15.00 V

5.000 V

-5.000 V

-15.00 V

-25.00 V

A: r1_2


C11uF

D2DIODE

T3311V To 22,5V

D1DIODE

60 Hz

V1-311/311V

R110k

C1100uF

D2DIODE

T3311V To 22,5V

D1DIODE

60 Hz

V1-311/311V

R110k


63

0.000ms 20.00ms 40.00ms 60.00ms 80.00ms 100.0ms

25.00 V

15.00 V

5.000 V

-5.000 V

-15.00 V

-25.00 V

A: d1_3

Colocando-se um capacitor de 100µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue:

0.000ms 20.00ms 40.00ms 60.00ms 80.00ms 100.0ms

25.00 V

15.00 V

5.000 V

-5.000 V

-15.00 V

-25.00 V

A: d1_3

4. Retificador de onda completa tipo ponte. Dados:

• 01 (um) gerador de tensão senoidal de 311V de pico e freqüência 60Hz; • 01 (um) transformador 311/22,5V; • 04 (quatro) diodos; • 01 (um) resistor de 10kΩ. • 02 (dois) capacitores de 1µF e 100µF

4.1. Sem capacitor Medição na saída do circuito, sobre o resistor R1.

D1 Bridge

60 Hz

V1 -311/311V

T1 311 TO 22,5V

R1 10k


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4.2. Com capacitor de 1µF Colocando-se um capacitor de 1µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue: 4.3. Com capacitor de 100µF

+ C1 1uF

D1 Bridge

60 Hz

V1 -311/311V

T1 311 TO 22,5

R1 10k

+ C1

100 uF

D1 Bridge

60 Hz

V1 -311/311V

T1 311 TO 22,5V

R1 10k

0.000ms 20.00ms 40.00ms 60.00ms 80.00ms 100.0ms

25.00 V

15.00 V

5.000 V

-5.000 V

-15.00 V

-25.00 V

A: r1_2


65

Colocando-se um capacitor de 100µF, em paralelo com o resistor R1, observamos a leitura (forma de onda) conforme segue:

Conclusão Após a análise dos circuitos de forma experimental e através da simulação com o Circuit Maker, observamos que os resultados são praticamente iguais entre si e totalmente compatíveis com os resultados teóricos apresentados na revisão do assunto.

0.000ms 20.00ms 40.00ms 60.00ms 80.00ms 100.0ms

25.00 V

15.00 V

5.000 V

-5.000 V

-15.00 V

-25.00 V

A: d1_3

lab eletronica 1 relatório prática 05

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