SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
1 von 8
Downloaden Sie, um offline zu lesen
1. RESUMO
Nesta segunda aula pratica teve-se um contato
maior com o laboratório de eletrônica de
potência, e nesse contato aproveitou-se a
oportunidade para simular os circuitos que
foram montados no programa Psim, abordou-
se conversores retificadores monofásicos de
meia onda, e por fim aprendemos usar o diodo
de roda livre. Teve-se a oportunidade de
medir todas as tensões e corrente na carga e
no diodo retificador, assim como também
estudar, e deduzir as formulas de queda de
tensão na carga. Usando os cálculos podemos
perceber que a pratica bate com a teoria. Esta
pratica foi essencial para podermos fazer uma
analogia do conteúdo teórico com a prática.
2. INTRODUÇÃO
Na eletrônica de potência as entradas de
energia das aplicações tem forma de onda
senoidal a qual vem da rede nesta forma,
devido à facilidade de distribuição e de
adaptação de nível de tensão. No entanto,
devido à necessidade do uso de aparelhos que
utilizam tensão contínua, torna-se necessária a
utilização de conversores CA-CC. Essa
conversão de CA-CC (corrente alternada em
corrente contínua) é realizada pelos
conversores. No caso desta prática, serão
utilizados os conversores retificadores. Estes
se dividem em dois, onde podem ser tanto não
controlados que são os feitos a diodos e os
controlados que são os a tiristores.
Nesta experiência, será visto e estudado, os
retificadores não controlados e feitos a diodo.
O funcionamento ocorre da seguinte forma,
ao ser polarizado diretamente (semiciclo
positivo), permite a condução de corrente e ao
ser polarizado reversamente (semiciclo
negativo) ele bloqueia a passagem de
corrente, levando a tensão sobre a carga à
zero. Serão realizadas medidas e análises de
resultados sobre os circuitos com carga R e
RL, os quais exemplificam e permitem
visualizar o funcionamento do retificador não
controlado.
3. OBJETIVOS E MATERIAIS
 MATERIAIS
- Osciloscópio;
- Resistor 140Ω;
- Indutor 0,371H;
- Diodos;
- Cabos para conexão;
 OBJETIVOS
O objetivo desta aula prática é estudar e
analisar as tensões na carga e no diodo de um
sistema puramente resistivo, depois com um
sistema resistivo-indutivo e o próximo foi um
circuito resistivo indutivo com um diodo de
roda livre.
Relatório Referente ao Experimento Prático 2 de
Eletrônica de Potência – Conversor Retificador
Monofásico de Meia onda com carga R e RL.
Matheus Mendes Ribeiro - 26597
Vinicius Bastos - 24669
Professor: Clodualdo Venicio de Sousa
4. DESCRIÇÃO DA PRÁTICA
Como pedido montou-se o circuito abaixo,
que a principio é composto por um circuito
conversor retificador de meia onda não
controlado com carga puramente resistiva.
Fig. 1 - Circuito retificador monofásico de meia
onda não controlado com carga puramente
resistiva.
Obtiveram-se as formas de onda de tensão da
rede, as formas tensão e corrente na carga, as
deduções, comparações e cálculos de tensão e
corrente média na carga serão abordados na
discussão.
Depois foram registradas as formas de onda
de tensão e corrente no diodo principal. As
analises serão feitas na discussão.
Logo após montou-se um circuito retificador
monofásico de meia onda não controlado com
carga resistiva indutiva, como mostrado na
figura abaixo.
Fig. 2 - Conversor retificador monofásico de meia
onda não controlado com carga resistivo-indutiva.
Obtiveram-se as formas de ondas da tensão e
corrente na carga, as comparações, deduções e
cálculos estão nas discussões. Também se
registraram as formas de onda da tensão e
corrente em cima do diodo principal.
Logo após, montou-se um circuito com carga
resistivo-indutivo com um diodo de roda livre
em antiparalelo com a carga, como mostrado
na figura abaixo.
Fig. 3 - Circuito retificador monofásico de meia
onda não controlado com carga resistivo-indutiva
com diodo de roda livre.
Obtiveram-se as formas de onda de tensão e
corrente da carga, as comparações, deduções e
cálculos estão nas discussões. Logo após
registrou-se as formas de onda de tensão e
corrente em cima do diodo principal, e o
mesmo foi feito com o doido de roda livre. As
comparações entre as formas de onda de
tensão e corrente dos diodos principal e de
roda livre foram feitas na discussão.
5. DISCUSSÕES
 Conversor retificador sobre uma carga
puramente resistiva:
Na figura abaixo temos as formas de onda da
tensão de rede na cor azul, na cor laranja
temos a forma de onda da tensão em cima da
carga e na cor lilás temos a forma de onda da
corrente do circuito:
Fig. 4 – Forma de onda azul é a tensão da rede, a
laranja é a tensão em cima da carga e a lilás é a
forma de onda da corrente do circuito.
A tensão de rede é dada por 𝑉𝑟𝑒𝑑𝑒 =
𝑉𝑚𝑥 × 𝑠𝑒𝑛 𝑤𝑡 tensão e a corrente média na
carga são 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
1
2𝜋
∫ 𝑉𝑚𝑥 × 𝑠𝑒𝑛 𝑤𝑡
𝜋
0
𝑑𝑤𝑡,
onde integrando fica 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
𝑉 𝑚𝑥
2𝜋
×
(−𝑐𝑜𝑠 𝑤𝑡), com limites de 0 a 𝜋, aplicando
os limites na função cosseno wt temos a
tensão na carga 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
𝑉 𝑚𝑥
𝜋
e a corrente por
sua vez fica 𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
𝑅
. Com base nessas
formulações calculou-se a tensão e corrente
média:
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
𝑉𝑚𝑥
𝜋
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
180
𝜋
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 57,32 𝑉
𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
𝑅
𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
57,32
280
𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
𝑅
𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 204𝑚𝐴
Os cálculos bateram com os valores medidos,
comprovando o embasamento teórico.
Registrou-se também a forma de onda da
tensão em cima do diodo retificador, como
mostrado na figura abaixo, onde temos de
diferente da ultima imagem a forma de onda
laranjada que representa a tensão em cima do
diodo.
Fig. 5 - Forma de onda laranja que representa a
tensao em cima do diodo.
Em explicação a toda essa parte
prática já mostrada, pode-se perceber que
tendo uma fonte de tensão senoidal a qual tem
um valor máximo e um período, durante seu
semi-ciclo positivo a tensão em cima do
ânodo é positiva e assim o diodo passa a
conduzir, estando então ligado, o que permite
existir corrente fluindo através do resistor e
uma tensão em cima da carga que se encontra
em fase com a meia onda senoidal positiva. Já
no semi-ciclo negativo, a tensão no ânodo se
torna mais negativa que no cátodo e o diodo
passa ao estado desligado, não permitindo o
fluxo de corrente para resistência.
Assim, por esses dados, observa-se
claramente o diodo como uma chave estática
quase ideal, sendo que quando há fluxo de
corrente, não há tensão e ao se ter tensão, não
há fluxo de corrente, concluindo que não há
dissipação de energia nesta chave, vulgo
diodo.
 Conversor retificador sobre uma carga
RL:
Na figura abaixo temos as formas de onda da
tensão de rede na cor azul, na cor laranja
temos a forma de onda da tensão em cima da
carga e na cor lilás temos a forma de onda da
corrente do circuito:
Fig. 6 – Forma de onda azul é a tensão da rede, a
laranja é a tensão em cima da carga e a lilás é a
forma de onda da corrente do circuito.
A tensão e corrente média na carga RL podem
ser deduzidas da seguinte maneira:
𝑉 𝑚𝑒𝑑 =
1
𝑇
∫ 𝑉𝑃 sin( 𝜔𝑡) 𝑑𝑡
5𝑇
8
0
=
𝑉𝑝
𝜔𝑇
(− cos
5𝜔𝑇
8
+ cos 0)
=
𝑉𝑝
2𝜋
(− cos
5𝜋
4
+ cos 0)
𝑉𝑚𝑒𝑑 =
1,707𝑉𝑝
2𝜋
=
1,707 ∗ 180
2𝜋
= 48,9 𝑉
Já a corrente média pode ser calculada da
mesma maneira feita anteriormente, ou seja,
𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
𝑅
=
48,9
140
= 349,3 𝑚𝐴
Os cálculos bateram com os valores medidos,
comprovando o embasamento teórico.
Registrou-se também a forma de onda da
tensão em cima do diodo principal, como
mostrado na figura abaixo, onde temos de
diferente da ultima imagem a forma de onda
laranjada que representa a tensão em cima do
diodo.
Fig. 7 - Forma de onda laranja que representa a
tensao em cima do diodo principal.
Pode-se dizer que o princípio de
funcionamento do retificador monofásico de
meia onda alimentando uma carga RL é
praticamente o mesmo de um retificador
alimentando uma carga resistiva. A diferença
é que, devido ao defasamento causado pela
presença de elemento indutivo, a corrente é
ceifada no momento em que o diodo entra em
polarização reversa. Nesse instante, ao
contrário de uma situação de carga puramente
resistiva, o ciclo da corrente ainda não
terminou, pois está atrasado. Por isso pode-se
observar a forma de onda da corrente na
figura anterior. A corrente vai para zero antes
de a senoide estar completa.
 Conversor retificador com diodo de
roda livre sobre uma carga RL:
Para corrigir a característica do ceifamento
mostrado anteriormente, é necessário que se
instale um diodo de roda livre em antiparalelo
com o diodo principal. Na figura abaixo
temos as formas de onda da tensão de rede na
cor azul, na cor laranja temos a forma de onda
da tensão em cima da carga e na cor lilás
temos a forma de onda da corrente do
circuito:
Fig. 8 – Forma de onda azul é a tensão da rede, a
laranja é a tensão em cima da carga e a lilás é a
forma de onda da corrente do circuito.
Quando se utiliza diodo de roda livre, as
fórmulas para calular tanto a tensão quanto a
corrente média são as mesmas utilizadas no
retificador de meia onda com carga puramente
resistiva. Então,
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
𝑉 𝑚𝑥
𝜋
= 57,29 𝑉
𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
𝑅
=
57,29
140
= 409,25𝑚𝐴
Os cálculos bateram com os valores medidos,
comprovando o embasamento teórico.
Registrou-se também a forma de onda da
tensão em cima tanto do diodo principal
quanto do diodo de roda livre, como mostrado
nas figuras abaixo.
Fig. 9 - Forma de onda que representa a tensao e
corrente em cima do diodo principal.
Fig. 10 - Forma de onda que representa a tensao em
cima do diodo de roda livre.
A partir das figuras anteriores, é possível
perceber que a carga é influenciada pela
condução de ambos os diodos. Enquanto o
principal conduz a maior parte da senoide, o
diodo de roda livre permite corrigir o
ceifamento da corrente causado pela
defasagem da carga indutiva. Este diodo é
responsável por conduzir apenas a parte da
corrente que é cortada pelo diodo principal.
Desta forma, é possível ver na figura 8 que a
corrente tem forma de onda senoidal
novamente e que a condução é caracterizada
por “regime contínuo”, o que significa que
para qualquer instante, a corrente nunca toca o
ponto zero.
Por fim, foram propostos os seguintes
exercícios:
 Utilizando o software Psim, comparar
os resultados obtidos na simulação
com os resultados práticos:
Primeiramente, construiu-se o circuito de
retificação em meia onda para uma carga
puramente resistiva. Nas figuras abaixo, pode-
se observar as formas de onda de corrente e
tensão, tanto na carga quanto no diodo:
Fig. 4 – Forma de onda de corrente e tensão em
cima da carga, para o circuito puramente resistivo
Fig. 4 – Forma de onda de corrente e tensão em
cima do diodo, para o circuito puramente resistivo
Pode-se observar,então,grande semelhançacom
as formas de onda encontradas durante a
realização do experimento.
Já as figuras abaixo mostram as formas de
onda de corrente e tensão na carga e também
no diodo para o circuito RL, sem adição do
diodo de roda livre:
Fig. 4 – Forma de onda de corrente e tensão em
cima da carga, para o circuito RL
Fig. 4 – Forma de onda de corrente e tensão em
cima do diodo principal, para o circuito RL sem
adição do diodo de roda livre
Mais uma vez, foi possível observar grande
semelhança com as formas de ondas retiradas
no dia da medição e mostradas acima.
Por fim, a figura abaixo mostram as formas de
onda na carga RL e também no diodo de roda
livre, que é adicionado para corrigir o
ceifamento causado pelo diodo principal:
Fig. 4 – Forma de onda de corrente e tensão na
carga RL (primeiro gráfico) e também no diodo de
roda livre (segundo gráfico). O ceifamento na carga
é corrigido.
Foi possível confirmar,então,atravésda
simulação,que osresultadosobtidosnamedição
estavamcorretos,poisosgráficosobtidosno
osciloscópiopossuemexatamente amesma
formade ondae valoresobtidos.
 Faça uma análise comparativa do
retificador monofásico de meia onda
alimentando uma carga RL sem diodo
de roda e com diodo de roda livre:
Como se sabe, uma carga RL possui como sua
principal característica o defasamento de
corrente em relação à tensão. Esta
característica dita toda a diferença entre um
retificador sem e com diodo de roda livre. O
retificador de meia onda sem roda livre ceifa
uma pequena parcela da corrente que está
atrasada. Em outras palavras, quando o diodo
entra em polarização reversa, a corrente ainda
está terminando de completar um semiciclo.
Esta parcela, a partir do instante da
polarização reversa, não é conduzida. Para
solucionar esta situação, é inserido um diodo
de roda livre em antiparalelo com o principal.
O diodo de roda livre irá conduzir apenas a
parcela da corrente que foi cortada pelo diodo
principal, fazendo com que o regime de
condução seja contínua.
 Calcule para o retificador monofásico
de meia onda alimentando uma carga
puramente resistiva:
a) Corrente média no diodo;
𝐼 𝑑𝑖𝑜𝑑𝑜_𝑚𝑒𝑑 =
𝑉𝑝
𝜋
∙
1
𝑅
=
180
𝜋
∙
1
140
= 409,26 𝑚𝐴
b) Corrente de pico no diodo;
𝐼 𝑑𝑖𝑜𝑑𝑜_𝑝𝑖𝑐𝑜 = 409,26 𝑚 ∙ 𝜋 = 1,28 𝐴
c) Tensão de pico inversa no diodo;
𝑉𝑝𝑖𝑐𝑜_𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎 = 𝑉𝑝 = 180 𝑉
d) Corrente eficaz no diodo;
𝐼 𝑑𝑖𝑜𝑑𝑜_𝑟𝑚𝑠 = 0,5 ∗ 𝐼 𝑑𝑖𝑜𝑑𝑜_𝑝𝑖𝑐𝑜 = 0,5 ∗ 1,28 = 0,65 𝐴
e) Corrente eficaz na carga;
𝐼 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎_𝑟𝑚𝑠 = 𝐼 𝑑𝑖𝑜𝑑𝑜_𝑟𝑚𝑠 = 0,65 𝐴
f) Tensão eficaz na carga;
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎_𝑟𝑚𝑠 = 0,5 ∗ 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 _𝑝𝑖𝑐𝑜 = 0,5 ∗ 180 = 90 𝑉
g) Fator de forma;
𝐹𝐹 =
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎_𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 _𝑚𝑒𝑑
=
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎_𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑝 𝜋⁄
=
90
180 𝜋⁄
= 1,56
h) Fator de ripple.
𝐹𝑅 =
√( 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎_𝑟𝑚𝑠 )
2
− (𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 _𝑚𝑒𝑑 )2
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 _𝑚𝑒𝑑
=
√902 − (180 𝜋⁄ )²
180 𝜋⁄
= 1,2
 Explique o que é condução contínua e
descontínua de um conversor e
identifique o regime de condução do
retificador montado no exercício 8:
Em poucas palavras, um regime de
condução contínuo é aquele em que a
corrente do circuito, para qualquer
instante de tempo, nunca atinge o valor de
zero. Analogamente, em um regime
descontínuo a corrente do circuito atinge o
valor de zero por um determinado tempo.
Existe ainda um terceiro tipo de regime de
condução. É chamado de regime crítico, e
se caracteriza pelo fato de, em algum
instante de tempo, a tensão e a corrente
atingirem o valor de zero ao mesmo
tempo. Temos então, para o retificar de
meia onda com diodo de roda livre, uma
condução do tipo contínua.
6. CONCLUSAO
7. BIBLIOGRAFIA
 Introdução à análise de circuitos.
Robert Boylestad, 10ª Edição, Prentice
Hall do Brasil.
 Retificadores a diodo: monofásico de
meia onda não controlado. Unesp.
http://www.feis.unesp.br/Home/depart
amentos/engenhariaeletrica/lepnovo/c
urso2002/cap21.pdf

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

1 relatorio fonte de tensao tais
1 relatorio fonte de tensao tais1 relatorio fonte de tensao tais
1 relatorio fonte de tensao taisTaís Cananéa
 
Quinta parte do curso de eletrônica apresentado no Hackerspace Uberlândia - M...
Quinta parte do curso de eletrônica apresentado no Hackerspace Uberlândia - M...Quinta parte do curso de eletrônica apresentado no Hackerspace Uberlândia - M...
Quinta parte do curso de eletrônica apresentado no Hackerspace Uberlândia - M...evandrogaio
 
Relatório diodos
Relatório diodos Relatório diodos
Relatório diodos Victor Said
 
Transformadores - Proteção de Equipamentos e Sistemas Elétricos.
Transformadores - Proteção de Equipamentos e Sistemas Elétricos.Transformadores - Proteção de Equipamentos e Sistemas Elétricos.
Transformadores - Proteção de Equipamentos e Sistemas Elétricos.Fred Pacheco
 
FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADO
FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADOFONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADO
FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADOCiro Marcus
 
8 transformadores de corrente
8   transformadores de corrente8   transformadores de corrente
8 transformadores de correnteLuiz Phelipe
 
Projeto da Fonte de Alimentação Regulada
Projeto da Fonte de Alimentação ReguladaProjeto da Fonte de Alimentação Regulada
Projeto da Fonte de Alimentação ReguladaCiro Marcus
 
Exercicios diodo-e-retificadores-v (1)
Exercicios diodo-e-retificadores-v (1)Exercicios diodo-e-retificadores-v (1)
Exercicios diodo-e-retificadores-v (1)Ivanir Silva
 
Retificador de onda completa
Retificador de onda completaRetificador de onda completa
Retificador de onda completamozartfm
 
Aula5.1.elect copy
Aula5.1.elect   copyAula5.1.elect   copy
Aula5.1.elect copyBaulane
 
03 elet pot-tecnicas_de_modulacao
03 elet pot-tecnicas_de_modulacao03 elet pot-tecnicas_de_modulacao
03 elet pot-tecnicas_de_modulacaoRenan Martins
 
Tehevenin norton sup e max pot
Tehevenin norton sup e max potTehevenin norton sup e max pot
Tehevenin norton sup e max potThabatta Araújo
 

Was ist angesagt? (19)

1 relatorio fonte de tensao tais
1 relatorio fonte de tensao tais1 relatorio fonte de tensao tais
1 relatorio fonte de tensao tais
 
Amplificadores janese
Amplificadores janeseAmplificadores janese
Amplificadores janese
 
Quinta parte do curso de eletrônica apresentado no Hackerspace Uberlândia - M...
Quinta parte do curso de eletrônica apresentado no Hackerspace Uberlândia - M...Quinta parte do curso de eletrônica apresentado no Hackerspace Uberlândia - M...
Quinta parte do curso de eletrônica apresentado no Hackerspace Uberlândia - M...
 
Relatório diodos
Relatório diodos Relatório diodos
Relatório diodos
 
Transformadores - Proteção de Equipamentos e Sistemas Elétricos.
Transformadores - Proteção de Equipamentos e Sistemas Elétricos.Transformadores - Proteção de Equipamentos e Sistemas Elétricos.
Transformadores - Proteção de Equipamentos e Sistemas Elétricos.
 
FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADO
FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADOFONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADO
FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADO
 
8 transformadores de corrente
8   transformadores de corrente8   transformadores de corrente
8 transformadores de corrente
 
Transformadores
TransformadoresTransformadores
Transformadores
 
Projeto da Fonte de Alimentação Regulada
Projeto da Fonte de Alimentação ReguladaProjeto da Fonte de Alimentação Regulada
Projeto da Fonte de Alimentação Regulada
 
Exercicios diodo-e-retificadores-v (1)
Exercicios diodo-e-retificadores-v (1)Exercicios diodo-e-retificadores-v (1)
Exercicios diodo-e-retificadores-v (1)
 
Retificador de onda completa
Retificador de onda completaRetificador de onda completa
Retificador de onda completa
 
Aula5.1.elect copy
Aula5.1.elect   copyAula5.1.elect   copy
Aula5.1.elect copy
 
Eletronica 03
Eletronica 03Eletronica 03
Eletronica 03
 
Trafos
TrafosTrafos
Trafos
 
Eletrônica industrial transformadores
Eletrônica industrial transformadoresEletrônica industrial transformadores
Eletrônica industrial transformadores
 
Transformadores 2
Transformadores 2Transformadores 2
Transformadores 2
 
Díodos
DíodosDíodos
Díodos
 
03 elet pot-tecnicas_de_modulacao
03 elet pot-tecnicas_de_modulacao03 elet pot-tecnicas_de_modulacao
03 elet pot-tecnicas_de_modulacao
 
Tehevenin norton sup e max pot
Tehevenin norton sup e max potTehevenin norton sup e max pot
Tehevenin norton sup e max pot
 

Ähnlich wie Caralho

Exercícios de thevénin
Exercícios de thevéninExercícios de thevénin
Exercícios de thevéninGabriel Dutra
 
IPP UFSC Nocoes basicas de circuitos eletricos.pdf
IPP UFSC Nocoes basicas de circuitos eletricos.pdfIPP UFSC Nocoes basicas de circuitos eletricos.pdf
IPP UFSC Nocoes basicas de circuitos eletricos.pdfMussageVirgilioSaide
 
Aula_03_circuitos_diodo.ppt
Aula_03_circuitos_diodo.pptAula_03_circuitos_diodo.ppt
Aula_03_circuitos_diodo.pptLaraSilva622440
 
Electrónica Analógica - Teoremas de Thévenin e Norton
Electrónica Analógica - Teoremas de Thévenin e NortonElectrónica Analógica - Teoremas de Thévenin e Norton
Electrónica Analógica - Teoremas de Thévenin e Nortonkelvinessuvi
 
Modelo relatorio-curvas-caracteristicas (1)
Modelo relatorio-curvas-caracteristicas (1)Modelo relatorio-curvas-caracteristicas (1)
Modelo relatorio-curvas-caracteristicas (1)Lourival de Oliveira
 
Eletronica basica 2,1
Eletronica basica 2,1Eletronica basica 2,1
Eletronica basica 2,1andydurdem
 
Eletroeletrônica (1ª aula)
Eletroeletrônica (1ª aula)Eletroeletrônica (1ª aula)
Eletroeletrônica (1ª aula)zeu1507
 
12 circuitosde correntealternada-i - resistivo capacitivo indutivo
12 circuitosde correntealternada-i - resistivo capacitivo indutivo12 circuitosde correntealternada-i - resistivo capacitivo indutivo
12 circuitosde correntealternada-i - resistivo capacitivo indutivoDavidSouza163
 
slides-2015-cap2.ppt
slides-2015-cap2.pptslides-2015-cap2.ppt
slides-2015-cap2.pptssuser064821
 
Relatório do projeto de um conversor cc cc do tipo forward
Relatório do projeto de um conversor cc cc do tipo forwardRelatório do projeto de um conversor cc cc do tipo forward
Relatório do projeto de um conversor cc cc do tipo forwardLuiz Guilherme Riva Tonini
 
THEVENIN E NORTON.pptx
THEVENIN E NORTON.pptxTHEVENIN E NORTON.pptx
THEVENIN E NORTON.pptxSergio Pereira
 

Ähnlich wie Caralho (20)

Exercícios de thevénin
Exercícios de thevéninExercícios de thevénin
Exercícios de thevénin
 
IPP UFSC Nocoes basicas de circuitos eletricos.pdf
IPP UFSC Nocoes basicas de circuitos eletricos.pdfIPP UFSC Nocoes basicas de circuitos eletricos.pdf
IPP UFSC Nocoes basicas de circuitos eletricos.pdf
 
Apostila ete
Apostila eteApostila ete
Apostila ete
 
Aula_03_circuitos_diodo.ppt
Aula_03_circuitos_diodo.pptAula_03_circuitos_diodo.ppt
Aula_03_circuitos_diodo.ppt
 
Electrónica Analógica - Teoremas de Thévenin e Norton
Electrónica Analógica - Teoremas de Thévenin e NortonElectrónica Analógica - Teoremas de Thévenin e Norton
Electrónica Analógica - Teoremas de Thévenin e Norton
 
Eletrotécnica - Básico
Eletrotécnica - BásicoEletrotécnica - Básico
Eletrotécnica - Básico
 
Resumo kirchhoff
Resumo kirchhoffResumo kirchhoff
Resumo kirchhoff
 
Modelo relatorio-curvas-caracteristicas (1)
Modelo relatorio-curvas-caracteristicas (1)Modelo relatorio-curvas-caracteristicas (1)
Modelo relatorio-curvas-caracteristicas (1)
 
Eletricidade básica
Eletricidade básicaEletricidade básica
Eletricidade básica
 
Emissor comum (polarizacao)
Emissor comum (polarizacao)Emissor comum (polarizacao)
Emissor comum (polarizacao)
 
Aula_03_circuitos_diodo.pdf
Aula_03_circuitos_diodo.pdfAula_03_circuitos_diodo.pdf
Aula_03_circuitos_diodo.pdf
 
Eletronica basica 2,1
Eletronica basica 2,1Eletronica basica 2,1
Eletronica basica 2,1
 
Relatorio 11
Relatorio 11Relatorio 11
Relatorio 11
 
Comando
ComandoComando
Comando
 
Eletroeletrônica (1ª aula)
Eletroeletrônica (1ª aula)Eletroeletrônica (1ª aula)
Eletroeletrônica (1ª aula)
 
12 circuitosde correntealternada-i - resistivo capacitivo indutivo
12 circuitosde correntealternada-i - resistivo capacitivo indutivo12 circuitosde correntealternada-i - resistivo capacitivo indutivo
12 circuitosde correntealternada-i - resistivo capacitivo indutivo
 
slides-2015-cap2.ppt
slides-2015-cap2.pptslides-2015-cap2.ppt
slides-2015-cap2.ppt
 
Tensao alternada (1)
Tensao alternada (1)Tensao alternada (1)
Tensao alternada (1)
 
Relatório do projeto de um conversor cc cc do tipo forward
Relatório do projeto de um conversor cc cc do tipo forwardRelatório do projeto de um conversor cc cc do tipo forward
Relatório do projeto de um conversor cc cc do tipo forward
 
THEVENIN E NORTON.pptx
THEVENIN E NORTON.pptxTHEVENIN E NORTON.pptx
THEVENIN E NORTON.pptx
 

Caralho

  • 1. 1. RESUMO Nesta segunda aula pratica teve-se um contato maior com o laboratório de eletrônica de potência, e nesse contato aproveitou-se a oportunidade para simular os circuitos que foram montados no programa Psim, abordou- se conversores retificadores monofásicos de meia onda, e por fim aprendemos usar o diodo de roda livre. Teve-se a oportunidade de medir todas as tensões e corrente na carga e no diodo retificador, assim como também estudar, e deduzir as formulas de queda de tensão na carga. Usando os cálculos podemos perceber que a pratica bate com a teoria. Esta pratica foi essencial para podermos fazer uma analogia do conteúdo teórico com a prática. 2. INTRODUÇÃO Na eletrônica de potência as entradas de energia das aplicações tem forma de onda senoidal a qual vem da rede nesta forma, devido à facilidade de distribuição e de adaptação de nível de tensão. No entanto, devido à necessidade do uso de aparelhos que utilizam tensão contínua, torna-se necessária a utilização de conversores CA-CC. Essa conversão de CA-CC (corrente alternada em corrente contínua) é realizada pelos conversores. No caso desta prática, serão utilizados os conversores retificadores. Estes se dividem em dois, onde podem ser tanto não controlados que são os feitos a diodos e os controlados que são os a tiristores. Nesta experiência, será visto e estudado, os retificadores não controlados e feitos a diodo. O funcionamento ocorre da seguinte forma, ao ser polarizado diretamente (semiciclo positivo), permite a condução de corrente e ao ser polarizado reversamente (semiciclo negativo) ele bloqueia a passagem de corrente, levando a tensão sobre a carga à zero. Serão realizadas medidas e análises de resultados sobre os circuitos com carga R e RL, os quais exemplificam e permitem visualizar o funcionamento do retificador não controlado. 3. OBJETIVOS E MATERIAIS  MATERIAIS - Osciloscópio; - Resistor 140Ω; - Indutor 0,371H; - Diodos; - Cabos para conexão;  OBJETIVOS O objetivo desta aula prática é estudar e analisar as tensões na carga e no diodo de um sistema puramente resistivo, depois com um sistema resistivo-indutivo e o próximo foi um circuito resistivo indutivo com um diodo de roda livre. Relatório Referente ao Experimento Prático 2 de Eletrônica de Potência – Conversor Retificador Monofásico de Meia onda com carga R e RL. Matheus Mendes Ribeiro - 26597 Vinicius Bastos - 24669 Professor: Clodualdo Venicio de Sousa
  • 2. 4. DESCRIÇÃO DA PRÁTICA Como pedido montou-se o circuito abaixo, que a principio é composto por um circuito conversor retificador de meia onda não controlado com carga puramente resistiva. Fig. 1 - Circuito retificador monofásico de meia onda não controlado com carga puramente resistiva. Obtiveram-se as formas de onda de tensão da rede, as formas tensão e corrente na carga, as deduções, comparações e cálculos de tensão e corrente média na carga serão abordados na discussão. Depois foram registradas as formas de onda de tensão e corrente no diodo principal. As analises serão feitas na discussão. Logo após montou-se um circuito retificador monofásico de meia onda não controlado com carga resistiva indutiva, como mostrado na figura abaixo. Fig. 2 - Conversor retificador monofásico de meia onda não controlado com carga resistivo-indutiva. Obtiveram-se as formas de ondas da tensão e corrente na carga, as comparações, deduções e cálculos estão nas discussões. Também se registraram as formas de onda da tensão e corrente em cima do diodo principal. Logo após, montou-se um circuito com carga resistivo-indutivo com um diodo de roda livre em antiparalelo com a carga, como mostrado na figura abaixo. Fig. 3 - Circuito retificador monofásico de meia onda não controlado com carga resistivo-indutiva com diodo de roda livre. Obtiveram-se as formas de onda de tensão e corrente da carga, as comparações, deduções e cálculos estão nas discussões. Logo após registrou-se as formas de onda de tensão e corrente em cima do diodo principal, e o mesmo foi feito com o doido de roda livre. As
  • 3. comparações entre as formas de onda de tensão e corrente dos diodos principal e de roda livre foram feitas na discussão. 5. DISCUSSÕES  Conversor retificador sobre uma carga puramente resistiva: Na figura abaixo temos as formas de onda da tensão de rede na cor azul, na cor laranja temos a forma de onda da tensão em cima da carga e na cor lilás temos a forma de onda da corrente do circuito: Fig. 4 – Forma de onda azul é a tensão da rede, a laranja é a tensão em cima da carga e a lilás é a forma de onda da corrente do circuito. A tensão de rede é dada por 𝑉𝑟𝑒𝑑𝑒 = 𝑉𝑚𝑥 × 𝑠𝑒𝑛 𝑤𝑡 tensão e a corrente média na carga são 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 1 2𝜋 ∫ 𝑉𝑚𝑥 × 𝑠𝑒𝑛 𝑤𝑡 𝜋 0 𝑑𝑤𝑡, onde integrando fica 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝑉 𝑚𝑥 2𝜋 × (−𝑐𝑜𝑠 𝑤𝑡), com limites de 0 a 𝜋, aplicando os limites na função cosseno wt temos a tensão na carga 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝑉 𝑚𝑥 𝜋 e a corrente por sua vez fica 𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑅 . Com base nessas formulações calculou-se a tensão e corrente média: 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝑉𝑚𝑥 𝜋 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 180 𝜋 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 57,32 𝑉 𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑅 𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 57,32 280 𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑅 𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 204𝑚𝐴 Os cálculos bateram com os valores medidos, comprovando o embasamento teórico. Registrou-se também a forma de onda da tensão em cima do diodo retificador, como mostrado na figura abaixo, onde temos de diferente da ultima imagem a forma de onda laranjada que representa a tensão em cima do diodo. Fig. 5 - Forma de onda laranja que representa a tensao em cima do diodo. Em explicação a toda essa parte prática já mostrada, pode-se perceber que tendo uma fonte de tensão senoidal a qual tem um valor máximo e um período, durante seu semi-ciclo positivo a tensão em cima do ânodo é positiva e assim o diodo passa a conduzir, estando então ligado, o que permite existir corrente fluindo através do resistor e uma tensão em cima da carga que se encontra
  • 4. em fase com a meia onda senoidal positiva. Já no semi-ciclo negativo, a tensão no ânodo se torna mais negativa que no cátodo e o diodo passa ao estado desligado, não permitindo o fluxo de corrente para resistência. Assim, por esses dados, observa-se claramente o diodo como uma chave estática quase ideal, sendo que quando há fluxo de corrente, não há tensão e ao se ter tensão, não há fluxo de corrente, concluindo que não há dissipação de energia nesta chave, vulgo diodo.  Conversor retificador sobre uma carga RL: Na figura abaixo temos as formas de onda da tensão de rede na cor azul, na cor laranja temos a forma de onda da tensão em cima da carga e na cor lilás temos a forma de onda da corrente do circuito: Fig. 6 – Forma de onda azul é a tensão da rede, a laranja é a tensão em cima da carga e a lilás é a forma de onda da corrente do circuito. A tensão e corrente média na carga RL podem ser deduzidas da seguinte maneira: 𝑉 𝑚𝑒𝑑 = 1 𝑇 ∫ 𝑉𝑃 sin( 𝜔𝑡) 𝑑𝑡 5𝑇 8 0 = 𝑉𝑝 𝜔𝑇 (− cos 5𝜔𝑇 8 + cos 0) = 𝑉𝑝 2𝜋 (− cos 5𝜋 4 + cos 0) 𝑉𝑚𝑒𝑑 = 1,707𝑉𝑝 2𝜋 = 1,707 ∗ 180 2𝜋 = 48,9 𝑉 Já a corrente média pode ser calculada da mesma maneira feita anteriormente, ou seja, 𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑅 = 48,9 140 = 349,3 𝑚𝐴 Os cálculos bateram com os valores medidos, comprovando o embasamento teórico. Registrou-se também a forma de onda da tensão em cima do diodo principal, como mostrado na figura abaixo, onde temos de diferente da ultima imagem a forma de onda laranjada que representa a tensão em cima do diodo. Fig. 7 - Forma de onda laranja que representa a tensao em cima do diodo principal. Pode-se dizer que o princípio de funcionamento do retificador monofásico de meia onda alimentando uma carga RL é praticamente o mesmo de um retificador alimentando uma carga resistiva. A diferença é que, devido ao defasamento causado pela presença de elemento indutivo, a corrente é ceifada no momento em que o diodo entra em polarização reversa. Nesse instante, ao contrário de uma situação de carga puramente resistiva, o ciclo da corrente ainda não terminou, pois está atrasado. Por isso pode-se observar a forma de onda da corrente na
  • 5. figura anterior. A corrente vai para zero antes de a senoide estar completa.  Conversor retificador com diodo de roda livre sobre uma carga RL: Para corrigir a característica do ceifamento mostrado anteriormente, é necessário que se instale um diodo de roda livre em antiparalelo com o diodo principal. Na figura abaixo temos as formas de onda da tensão de rede na cor azul, na cor laranja temos a forma de onda da tensão em cima da carga e na cor lilás temos a forma de onda da corrente do circuito: Fig. 8 – Forma de onda azul é a tensão da rede, a laranja é a tensão em cima da carga e a lilás é a forma de onda da corrente do circuito. Quando se utiliza diodo de roda livre, as fórmulas para calular tanto a tensão quanto a corrente média são as mesmas utilizadas no retificador de meia onda com carga puramente resistiva. Então, 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝑉 𝑚𝑥 𝜋 = 57,29 𝑉 𝐼𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑅 = 57,29 140 = 409,25𝑚𝐴 Os cálculos bateram com os valores medidos, comprovando o embasamento teórico. Registrou-se também a forma de onda da tensão em cima tanto do diodo principal quanto do diodo de roda livre, como mostrado nas figuras abaixo. Fig. 9 - Forma de onda que representa a tensao e corrente em cima do diodo principal. Fig. 10 - Forma de onda que representa a tensao em cima do diodo de roda livre. A partir das figuras anteriores, é possível perceber que a carga é influenciada pela condução de ambos os diodos. Enquanto o principal conduz a maior parte da senoide, o diodo de roda livre permite corrigir o ceifamento da corrente causado pela defasagem da carga indutiva. Este diodo é responsável por conduzir apenas a parte da corrente que é cortada pelo diodo principal. Desta forma, é possível ver na figura 8 que a
  • 6. corrente tem forma de onda senoidal novamente e que a condução é caracterizada por “regime contínuo”, o que significa que para qualquer instante, a corrente nunca toca o ponto zero. Por fim, foram propostos os seguintes exercícios:  Utilizando o software Psim, comparar os resultados obtidos na simulação com os resultados práticos: Primeiramente, construiu-se o circuito de retificação em meia onda para uma carga puramente resistiva. Nas figuras abaixo, pode- se observar as formas de onda de corrente e tensão, tanto na carga quanto no diodo: Fig. 4 – Forma de onda de corrente e tensão em cima da carga, para o circuito puramente resistivo Fig. 4 – Forma de onda de corrente e tensão em cima do diodo, para o circuito puramente resistivo Pode-se observar,então,grande semelhançacom as formas de onda encontradas durante a realização do experimento. Já as figuras abaixo mostram as formas de onda de corrente e tensão na carga e também no diodo para o circuito RL, sem adição do diodo de roda livre: Fig. 4 – Forma de onda de corrente e tensão em cima da carga, para o circuito RL
  • 7. Fig. 4 – Forma de onda de corrente e tensão em cima do diodo principal, para o circuito RL sem adição do diodo de roda livre Mais uma vez, foi possível observar grande semelhança com as formas de ondas retiradas no dia da medição e mostradas acima. Por fim, a figura abaixo mostram as formas de onda na carga RL e também no diodo de roda livre, que é adicionado para corrigir o ceifamento causado pelo diodo principal: Fig. 4 – Forma de onda de corrente e tensão na carga RL (primeiro gráfico) e também no diodo de roda livre (segundo gráfico). O ceifamento na carga é corrigido. Foi possível confirmar,então,atravésda simulação,que osresultadosobtidosnamedição estavamcorretos,poisosgráficosobtidosno osciloscópiopossuemexatamente amesma formade ondae valoresobtidos.  Faça uma análise comparativa do retificador monofásico de meia onda alimentando uma carga RL sem diodo de roda e com diodo de roda livre: Como se sabe, uma carga RL possui como sua principal característica o defasamento de corrente em relação à tensão. Esta característica dita toda a diferença entre um retificador sem e com diodo de roda livre. O retificador de meia onda sem roda livre ceifa uma pequena parcela da corrente que está atrasada. Em outras palavras, quando o diodo entra em polarização reversa, a corrente ainda está terminando de completar um semiciclo. Esta parcela, a partir do instante da polarização reversa, não é conduzida. Para solucionar esta situação, é inserido um diodo de roda livre em antiparalelo com o principal. O diodo de roda livre irá conduzir apenas a parcela da corrente que foi cortada pelo diodo principal, fazendo com que o regime de condução seja contínua.  Calcule para o retificador monofásico de meia onda alimentando uma carga puramente resistiva: a) Corrente média no diodo; 𝐼 𝑑𝑖𝑜𝑑𝑜_𝑚𝑒𝑑 = 𝑉𝑝 𝜋 ∙ 1 𝑅 = 180 𝜋 ∙ 1 140 = 409,26 𝑚𝐴 b) Corrente de pico no diodo; 𝐼 𝑑𝑖𝑜𝑑𝑜_𝑝𝑖𝑐𝑜 = 409,26 𝑚 ∙ 𝜋 = 1,28 𝐴 c) Tensão de pico inversa no diodo; 𝑉𝑝𝑖𝑐𝑜_𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎 = 𝑉𝑝 = 180 𝑉
  • 8. d) Corrente eficaz no diodo; 𝐼 𝑑𝑖𝑜𝑑𝑜_𝑟𝑚𝑠 = 0,5 ∗ 𝐼 𝑑𝑖𝑜𝑑𝑜_𝑝𝑖𝑐𝑜 = 0,5 ∗ 1,28 = 0,65 𝐴 e) Corrente eficaz na carga; 𝐼 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎_𝑟𝑚𝑠 = 𝐼 𝑑𝑖𝑜𝑑𝑜_𝑟𝑚𝑠 = 0,65 𝐴 f) Tensão eficaz na carga; 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎_𝑟𝑚𝑠 = 0,5 ∗ 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 _𝑝𝑖𝑐𝑜 = 0,5 ∗ 180 = 90 𝑉 g) Fator de forma; 𝐹𝐹 = 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎_𝑟𝑚𝑠 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 _𝑚𝑒𝑑 = 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎_𝑟𝑚𝑠 𝑉𝑝 𝜋⁄ = 90 180 𝜋⁄ = 1,56 h) Fator de ripple. 𝐹𝑅 = √( 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎_𝑟𝑚𝑠 ) 2 − (𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 _𝑚𝑒𝑑 )2 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 _𝑚𝑒𝑑 = √902 − (180 𝜋⁄ )² 180 𝜋⁄ = 1,2  Explique o que é condução contínua e descontínua de um conversor e identifique o regime de condução do retificador montado no exercício 8: Em poucas palavras, um regime de condução contínuo é aquele em que a corrente do circuito, para qualquer instante de tempo, nunca atinge o valor de zero. Analogamente, em um regime descontínuo a corrente do circuito atinge o valor de zero por um determinado tempo. Existe ainda um terceiro tipo de regime de condução. É chamado de regime crítico, e se caracteriza pelo fato de, em algum instante de tempo, a tensão e a corrente atingirem o valor de zero ao mesmo tempo. Temos então, para o retificar de meia onda com diodo de roda livre, uma condução do tipo contínua. 6. CONCLUSAO 7. BIBLIOGRAFIA  Introdução à análise de circuitos. Robert Boylestad, 10ª Edição, Prentice Hall do Brasil.  Retificadores a diodo: monofásico de meia onda não controlado. Unesp. http://www.feis.unesp.br/Home/depart amentos/engenhariaeletrica/lepnovo/c urso2002/cap21.pdf