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Florianópolis, março de 2010.
Prof. Clóvis Antônio Petry.
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Eletrônica
Eletrônica de Potência
Retificadores Monofásicos
Não-Controlados
Bibliografia para esta aula
Capítulo 5: Retificadores monofásicos não-controlados
1. Retificador monofásico de meia onda;
http://florianopolis.ifsc.edu.br/~petry
Nesta aula
Retificadores monofásicos não-controlados:
1. Introdução;
2. Retificador monofásico de meia onda:
• Carga resistiva;
• Carga RL;
• Carga RL e diodo de roda livre;
• Uso do transformador;
• Fator de potência.
Retificador monofásico de meia onda
Carga resistiva pura:
2 ov t V sen t
20,45o
Lmed o
VV V
Tensão média na carga:
Retificador monofásico de meia onda
Carga resistiva pura:
2 0,45o o LmedLmed
V V VI
R R R
Corrente média na carga:
Retificador monofásico de meia onda
Carga resistiva pura:
2 oDp
VI
R
Esforços no diodo:
• Tensão de pico reversa;
• Corrente de pico;
• Corrente média;
• Corrente eficaz.2Dp oV V
2 oDmed
VI
R
0,7072
o oDef Lef
V VI I
RR
Retificador monofásico de meia onda
Carga resistiva pura:
Fator de potência:
PFP
S
Potência ativaFator de potência
Potência aparente
ef efS V I
2
efP R I
cosef efP V I
Fator de deslocamentoDemonstrar que:
10,707
2FP
Retificador monofásico de meia onda
Carga resistiva pura:
Eficiência do retificador:
DC Lmed LmedP V I
2
2
2 2 2o o oDC
V V VP
R R
AC ef efP V I
2
2 2
o oAC o
V VP V
R R
2
2
2
2
2
o
DC
oAC
VP R
VP
R
2
2 20,286
fv
fv
t
0
outV
t
outV
0
Retificador monofásico de meia onda
Carga resistiva pura:
Eficiência do retificador, se for usado um transformador:
2
2 20,286
213,489
2 2
ACtrafo
DC
PS
P
Significa o uso de um transformador 3,5 vezes maior.
Exemplos
Exemplo 5.1 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):
• O retificador de meia-onda mostrado na figura abaixo é
ligado a uma fonte AC de 50 V. Se a resistência de carga
for de 100 Ω, determine:
• A tensão máxima na carga;
• A tensão média na carga;
• A corrente máxima na carga;
• A corrente média na carga;
• A corrente eficaz na carga;
• A tensão reversa no diodo;
• A potência média na saída;
• A potência na entrada.
Tarefas
Exemplo 5.1 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):
• O retificador de meia-onda mostrado na figura abaixo é
ligado a uma fonte AC de 40 V. Se a resistência de carga
for de 120 Ω, determine:
• A tensão máxima na carga;
• A tensão média na carga;
• A corrente máxima na carga;
• A corrente média na carga;
• A corrente eficaz na carga;
• A tensão reversa no diodo;
• A potência média na saída;
• A potência na entrada;
• A eficiência do retificador;
• O fator de forma;
• O número de pulsos;
• Fator de ondulação;
• O ângulo de condução.
Retificador monofásico de meia onda
Tensão média na carga:
2
1 cos2
oLmed
VV
Corrente média na carga:
2
1 cos2
o LmedLmed
V VI
R R
Carga RL:
Retificador monofásico de meia onda
Carga RL:
Corrente eficaz na carga:
2 oLef ef
VI I
Z
X L
2 2Z X R
2 f
Retificador monofásico de meia onda
Carga RL com diodo de roda-livre:
Etapas de funcionamento
Circuito do retificador:
Retificador monofásico de meia onda
2 ov t V sen t
20,45o
Lmed o
VV V
Tensão média na carga:
Carga RL com diodo de roda-livre:
Corrente média na carga:
2 o LmedLmed
V VI
R
Retificador monofásico de meia onda
Carga RL com diodo de roda-livre:
Corrente eficaz na carga e média nos diodos:
Se a condução for contínua e a corrente possuir pouca
ondulação, ou seja, a constante de tempo do circuito for
muito grande, então pode-se considerar:
Lef LmedI I
2
LmedDmed
II
Retificador monofásico de meia onda
Carga RL com diodo de roda-livre:
Uso do transformador (eficiência do retificador):
Retificador monofásico de meia onda
Carga RL com diodo de roda-livre:
20,45LmedV V
L DC Lmed LmedP P V I
12
Lmedef
II
1 1,11 1,11Lmed Lmed LS V I P
1 1 1 12 0,45 2
Lmed Lmed Lmedef
I V IS V I V
22
Lmedef
II
2 2 2 20,452 2
Lmed Lmed Lmedef
I V IS V I V 2 1,57 LS P
Retificador monofásico de meia onda
Ângulo de condução dos diodos:
180o
Carga RL com diodo de roda-livre:
1 180oD
180o
RLD
Exemplos
Exemplo 5.3 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):
• No circuito mostrado na figura 5.3, Vs = 240 V e R = 10
Ω. Se a indutância da carga for grande, determine:
• A tensão média na carga;
• A corrente média na carga;
• O valor eficaz da corrente na carga;
• A potência fornecida à carga;
• O fator de ondulação;
• O fator de potência.
Tarefas
Exemplo 5.3 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):
• No circuito mostrado na figura 5.3, Vs = 100 V e R = 5 Ω.
Se a indutância da carga for grande, determine:
• A tensão média na carga;
• A corrente média na carga;
• O valor eficaz da corrente na carga;
• A potência fornecida à carga;
• O fator de ondulação;
• O fator de potência.