Apostila de Eletrônica Básica I.doc
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7/25/2019 Apostila de Eletrnica Bsica I.doc
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SERVIO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL-SENAICentro de Formao Profissional
Fbio Arajo Motta
EletrnicaEletrnica
Bsica IBsica I
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7/25/2019 Apostila de Eletrnica Bsica I.doc
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Presidente da FIEMG
Robson Braga de Andrade
Gestor do SENAI
Petrnio Machado Zica
Diretor Regiona do SENAI e
S!"erintendente de Con#e$i%ento e Te$noogia
Alexandre Magno Leo dos Santos
Gerente de Ed!$a&'o e Te$noogia
Edmar Fernando de Alcntara
Co%"iador
Clodoaldo R de Ara!"o
Unidade O"era$iona
SE#A$ CFP FAM % Centro &e Forma'o Pro(issional )F*bio Ara!"o Motta+
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Crso !"cnico em Eletrnica
APRESENTA(O
)M,da a (orma de trabalhar- agir- sentir- .ensar na chamada sociedade doconhecimento)
Peter &r,c/er
0 ingresso na sociedade da in(orma'o exige m,dan'as .ro(,ndas em todosos .er(is .ro(issionais- es.ecialmente na1,eles diretamente en2ol2idos na .rod,'o-coleta- dissemina'o e ,so da in(orma'o
0 SE#A$- maior rede .ri2ada de ed,ca'o .ro(issional do .a3s-sabe disso- e-consciente do se, .a.el (ormati2o - ed,ca o trabalhador sob a 4gide do conceito dacom.et5ncia# formar o $rofissional com res$onsabilidade no $rocesso$rodti%o& com iniciati%a na resolo de $roblemas& com con'ecimentos
t"cnicos a$rofndados& fle(ibilidade e criati%idade& em$reendedorismo econsci)ncia da necessidade de edcao continada)*
6i2emos n,ma sociedade da in(orma'o 0 conhecimento- na s,a *reatecnol7gica- am.lia8se e se m,lti.lica a cada dia 9ma constante at,ali:a'o se (a:necess*ria Para o SE#A$- c,idar do se, acer2o bibliogr*(ico- da s,a in(o2ia- daconexo de s,as escolas ; rede m,ndial de in(orma'
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SUM+RIO
> RES$S?0RES@
>> $ntrod,'o@
> Finalidade dos Resistores@
> Caracter3sticas dos resistores@>@ Simbologia
>D ?i.os de Resistores
> C7digo de Cores Para Resistores
> $nter.reta'o do C7digoG
1.7.1 Resistores de 1a 10...................................................................................................... 11
1.7.2 Resistores abaixo de 1..................................................................................................... 11
1.7.3 Resistores de 5 anis......................................................................................................... 12
> Resistores A",st*2eis>
>G Potencimetros>@
CAPAC$?0RES>G> $ntrod,'o >G
&escarga do Ca.acitor
Ca.acitncia
@ ?i.os de Ca.acitores @
?RA#SF0RMA&0RES
> $ntrod,'o
Rela'o de ?rans(orma'oD
Liga'o de ?rans(ormadores em >>H e H 6D
3.3.1 Transformador com primrio a trs fios..............................................................................353.3.2 Transformador com Primrio a !atro fios..........................................................................3"
@ Rela'o de (ase entre as tens $ntrod,'oG
@ Constit,i'o I,3micaG
@ &o.agem @
#.3.1 $emicond!tor Tipo n........................................................................................................... #2
#.3.2 $emicond!tor Tipo p........................................................................................................... ##
@@ Pro.riedades ?4rmicas@
D &$0&0 SEM$C0#&9?0R@
D> Forma'o do &iodo % J,n'o .n@
D As.ecto e Re.resenta'o do &iodoDH
D A.lica'o de ?enso sobre o &iodoDH
D@ Com.ara'o entre &iodo $deal 6ers,s &iodo RealD
DD C,r2a Caracter3stica do &iodoDD
D Limites de 0.era'o do &iodoDG
D ?este &iodos semicond,tores>
RE?$F$CAK0
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> Reti(ica'o de Meia 0nda com &iodo Semicond,tor
Reti(ica'o de 0nda Com.leta
Exerc3cios de Reti(ica'o@
F$L?R0S EM F0#?ES &E AL$ME#?AK0
> Ca.acitor como Elemento de Filtragem
Exerc3cios de Filtro em Fonte de Alimenta'oH &$0&0 EM$SS0R &E L9Z
> Princ3.io de F,ncionamento
Parmetros Caracter3sticos do LE&
C*lc,lo do Resistor Limitador da corrente no LE&@
G &$0&0 ZE#ER
G> Com.ortamento do &iodo Zener
G Caracter3stica do &iodo :ener
>H &$0&0 ZE#ER C0M0 RE9LA&0R &E ?E#S0G
>H> F,ncionamento do Circ,ito Reg,ladorG
>H8 Exerc3cios de &iodo Zener e Reg,lador de ?enso a Zener GD
>> PRN?$CAS &E C$RC9$?0S C0M &$0&0SG
>>> Pr*tica de 6eri(ica'o do F,ncionamento de Reti(ica'o de Meia 0nda e 0nda Com.leta G
>> Pr*tica de 6eri(ica'o do F,ncionamento de (iltro em Fontes de Alimenta'o>H
>> Pr*tica de Reg,lador de ?enso com &iodo Zener>H
> REFERO#C$AS B$BL$0RNF$CAS>H
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,),) ResistoresResistores
1.1 Introduo
0s resistores so com.onentes eletrnicos- ,tili:ados nos circ,itoseletrnicos .ara limitar a circ,la'o de corrente el4trica- atra24s da s,a resist5ncia
&i(icilmente se encontrar* ,m e1,i.amento eletrnico 1,e no ,tili:e resistores
Este Ca.3t,lo- 1,e tratar* dos resistores e c7digos de cores- (oi elaborado
.ara ca.acit*8lo a identi(icar caracter3sticas el4tricas e constr,ti2as dos resistores-
bem como inter.retar 2alores de resist5ncia ex.ressos .or c7digo de cores
Est,de8o atentamente- .ois as in(orma' mostra alg,ns resistores
1.3 Caractersticas dos resistores
0s resistores .oss,em caracter3sticas el4tricas im.ortantes
aQ Resist5ncia hmica
o 2alor es.ec3(ico de resist5ncia do com.onente 0s resistores so
(abricados em 2alores .adroni:ados- estabelecidos .or norma
Ex >H- DH- >DHH
bQ Percent,al de tolerncia
0s resistores esto s,"eitos a di(eren'as no se, 2alor 1,e decorrem do
.rocesso de (abrica'o Estas di(eren'as se sit,am em D (aixas de .ercent,al
H de tolerncia
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>H de tolerncia
TD de tolerncia
T de tolerncia
T> de tolerncia
0s resistores com H- >H e D de tolerncia so considerados resistores
com,ns e os de e > so resistores de .reciso 0s resistores de .reciso so
,sados a.enas em circ,itos onde os 2alores de resist5ncia so cr3ticos
A .ercent,al de tolerncia indica 1,al a 2aria'o de 2alor 1,e o com.onente
.ode a.resentar em rela'o ao 2alor .adroni:ado A di(eren'a no 2alor .ode ser
.ara mais- .or exem.lo- UVHQ o, .ara menos U%HQ do 2alor real o, .adro
A tabela > a.resenta alg,ns 2alores de resistor com o .ercent,al de tolerncia
e os limites entre os 1,ais de2e se sit,ar o 2alor real do com.onente
?abela > 6alor real de alg,ns resistores
Vaor No%ina Toern$ia ./0 Vaor Rea>HHHW >H 8 >H Min >HHH x H-G X GHH
V >H M*x >HHH x >-> X >>HHDHW D 8 D Min DH x H-GD X D
V D M*x DH x >-HD X D>HW > 8 > Min >H x H-GG X >>-
V > M*x >H x >-H> X >>-
A tabela a.resenta os 2alores .adro de (abrica'o de resistores com
tolerncia de D
Encontram8se ainda resistores com os 2alores da tabela m,lti.licados .or
H->Y >HY >HHY >HHHY >HHHHY >HHHHH Exem.los >->Y >HY HHY /Y D/Y
-M
Pela tabela obser2a8se 1,e os 2alores .adroni:ados acrescidos da tolerncia
.ermitem 1,e se obtenha 1,al1,er 2alor de resist5ncia dese"ada ?omando 2alores
consec,ti2os da tabela- t5m8se
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1.4 Simbologia
9tili:ados .ara re.resenta'o dos resistores indicando o s3mbolo o(icial 1,e
de2e ser ,tili:ado no Brasil- seg,ndo a norma AB#?
A 1ig!ra 2 a3ai4omostra os s3mbolos de resistores
#os diagramas- o 2alor do resistor a.arece ao lado do s3mbolo o, no se, interior-
como mostrado na Fig)5
1.5 Tios de Resistores
Existem tr5s ti.os de resistores 1,anto ; constit,i'o
Resistores de (ilme de carbono
Resistores de car2o Uno so mais (abricadosQ
Resistores de (io
Cada ,m dos ti.os tem- de acordo com s,a constit,i'o- caracter3sticas 1,e otornam mais ade1,ados 1,e os o,tros ti.os em s,a classe de a.lica'o A seg,ir-
so a.resentados os .rocessos b*sicos de (abrica'o e a a.lica'o do com.onente
1.5.1 Resistor de %ilme de &arbono
0 resistor de (ilme de carbono- tamb4m conhecido como resistor de .el3c,la-
4 constit,3do .or ,m cor.o cil3ndrico de cermica 1,e ser2e de base .ara a
(abrica'o do com.onente U(ig@Q
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%i'.# &ilindro de cer(mica !sado na confec)*o de resistores de pel+c!la
Sobre o cor.o 4 de.ositada ,ma (ina camada em es.iral- de material resisti2o
U(ilme de carbonoQ 1,e determina o 2alor hmico do resistor U(igDQ
%i'.5 %ilme de carbono em espiral
0s terminais Ulides de conexoQ so colocados nas extremidades do cor.o em
contato com a camada de carbono
0s terminais .ossibilitam a liga'o do elemento ao circ,ito U(igQ
%i'." %ixa)*o dos terminais do resistor
0 cor.o do resistor .ronto recebe ,m re2estimento 1,e d* acabamento na
(abrica'o e isola o (ilme de carbono da a'o da ,midade
A (ig,ra a.resenta ,m resistor .ronto- em corte- a.arecendo ; conexo dos
terminais e o (ilme resisti2o
%i'. 7 Representa)*o de !m resistor em corte
,s caracter+sticas f!ndamentais do resistor de filme de carbono s*o a
precis*o e a estabilidade do -alor resisti-o.
1.5.2 Resistores de &ar-*o
0 resistor de car2o 4 constit,3do .or ,m cor.o cil3ndrico de .orcelana
#o interior da .orcelana so com.rimidas .art3c,las de car2o 1,e de(inem a
resist5ncia do com.onente U(igQ
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Com maior concentra'o de .art3c,las de car2o o 2alor resisti2o do
com.onente 4 red,:ido A.resentam tamanho (3sico red,:ido e os 2alores de
dissi.a'o e resist5ncia no so .recisos Podem ser ,sados em 1,al1,er ti.o de
circ,ito
1.5.3 Resistores de fio
Constit,i8se de ,m cor.o de .orcelana o, cermica 1,e ser2e como base
Sobre o cor.o 4 enrolado ,m (io es.ecial U.or exem.lo- n31,el8cromoQ c,"o
com.rimento e se'o determinam o 2alor do resistor A (ig,ra HG a.resenta ,m
resistor de (io em corte #ela a.arecem os terminais- o (io enrolado e a camada
externa de .rote'o do resistor
%i'. Resistor de %io
0 resistor de (io tem ca.acidade .ara trabalhar com maior 2alores de
corrente Este ti.o de resistor .rod,:- normalmente ,ma grande 1,antidade de calor
1,ando em (,ncionamento
Para (acilitar o res(riamento nos resistores 1,e .rod,:em grandes
1,antidades de calor o cor.o de .orcelana maci'o 4 s,bstit,3do .or ,m t,bo de
.orcelana U(ig >HQ
%i'.10 Resistores !e dissipam m!ito calor
Resistores !e dissipam 'rande !antidade de calor s*o constr!+dos sobre
!m t!bo oco de porcelana para facilitar o resfriamento.
1.! C"digo de Cores #ara Resistores
0 2alor hmico dos resistores e s,a tolerncia .odem ser im.ressos no cor.o
do com.onente- atra24s de an4is coloridos U(ig>>Q
%i'.11 &/di'o de cores impressos no corpo do resistor
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A cor de cada anel e s,a .osi'o com rela'o aos demais an4is-
corretamente inter.retada (ornece dados sobre o 2alor do com.onente
A dis.osi'o das cores em (orma de an4is .ossibilita 1,e o 2alor do
com.onente .ossa ser lido de 1,al1,er .osi'o
1.$ Interretao do C"digo
0 c7digo se com.
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%i'.1# $e'!ndo anel indicando o se'!ndo al'arismo do -alor do resistor
Para o seg,ndo anel- as cores t5m o mesmo signi(icado do >[ anel
0 terceiro anel re.resenta o n!mero de :eros 1,e seg,e aos dois .rimeiros
algarismos- sendo chamado de (ator m,lti.licati2o A (ig,ra >D mostra tr5s exem.los
%i' 15 Terceiro anel indicando o fator m!ltiplicadorA cada n!mero de :eros corres.onde ,ma cor- como mostra a tabela D
?abela D C7digo de cores dos m,lti.licadores
O3ser6a&'o7,s cores -ioleta cina e branco n*o s*o encontradas no 3
anel por !e os resistores padroniados n*o alcan)am -alores !e necessitem de 7
o! eros.0s resistores ,sados como exem.lo esto re.resentados na (ig>
%i' 1" Resistores de "04 3.3004 e 5"0.0004 com c/di'o de cores.
0 1,arto anel colorido re.resenta a tolerncia do resistor A cada .ercent,al
corres.onde ,ma cor caracter3stica- como .ode ser 2isto na tabela
Ta3ea 8 C7digo de cores relati2o a tolerncia
O3ser6a&'o7, a!sncia do !arto anel indica a toler(ncia de 20.
Acrescendo8se ,ma tolerncia de >H aos 2alores dos resistores ,sados
como exem.lo
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H T>H 8 A:,l UQ- cin:a UQ- marrom U>Q- .rateado UT>HQ
HH T>H 8 Laran"a UQ- laran"a UQ- 2ermelho UQ- .rateado UT>H Q
DHHHH T>H 8 6erde UDQ- a:,l UQ- amarelo U@Q - .rateado UT >HQ
1.7.1 Resistores de 1a 10
Para re.resentar resistores de > a >HUexem.lo -Q o c7digo estabelece o
,so da cor &09RA&0 #0 [ A#EL 0 do,rado neste anel indica a exist5ncia da
23rg,la entre os dois .rimeiros n!meros
Seg,em alg,ns exem.los
>- T D 8 Marrom U>Q- cin:a UQ- do,rado- do,rado UTDQ
@- T >H 8 Amarelo U@Q- 2ioleta UQ- do,rado- .rateado UT>HQ
- T H 8 Cin:a UQ- 2ermelho UQ- do,rado- sem cor UTHQ
1.7.2 Resistores abaixo de 1
Para re.resentar resistores abaixo de > Uexem.lo H-Q o c7digo
determina o ,so do PRA?EA&0 #0 [ A#EL 0 .rateado no [ anel signi(ica a
exist5ncia de H- antes dos dois .rimeiros n!meros
Seg,em alg,ns exem.los
H-G T H 8 Laran"a UQ- branco UGQ- .rateado- sem cor UTHQH->D T >H 8 Marrom U>Q- 2erde UDQ- .rateado- .rateado UT>HQ
A tabela a seg,ir a.resenta o c7digo de cores com.leto
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1.7.3 Resistores de 5 anis
Em alg,mas a.lica'Q
%i'. Resistor com cinco anis
6estes resistores os trs primeiros anis s*o d+'itos si'nificati-os o !arto
anel representa o nmero de eros 8fator m!ltiplicati-o9 e o !into anel a toler(ncia
8fi'. 179.
Ta3ea 9 C7digo de cores .ara resistores de cinco an4is
1.% Resistores &'ust()eis
So resistores c,"o 2alor de resist5ncia .ode ser a",stado- dentro de ,ma
(aixa .r48de(inida A Fig),9 mostra alg,ns resistores a",st*2eis
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Fi+,-. :xemplo de resistores a;!st-eis.
Estes ti.os de resistores so ,tili:ados em circ,itos 1,e exigem calibra'o
Existem dois ti.os de resistores a",st*2eis
Resistor a",st*2el de (io UFig),:aQ
?rim.ot UFig),:3Q
Fi+,-/a Resistor a;!st-el de fio. Fi+,-/b Trimpot.
A constit,i'o (3sica dos resistores a",st*2eis no 4 .re.arada .ara s,.ortar
trocas de 2alor (re1entes Este ti.o de com.onente 4 ,tili:ado em .ontos de ,mcirc,ito onde o a",ste 4 (eito ,ma 2e: e no 4 mais alterado
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Crso !"cnico em Eletrnica
Esse terminal m72el desli:a em contato el4trico com as es.iras de (io 1,e
constit,em o resistor .odendo ser (ixado na .osi'o dese"ada 0s resistores
a",st*2eis de (io- em geral- dissi.am grande 1,antidade de calor .or1,e trabalham
com correntes ele2adas
Por essa ra:o- normalmente so montados em locais com boa 2entila'o-
sendo ligados ao circ,ito atra24s de cond,tores
1..2 Trimpot
,m ti.o de resistor a",st*2el ,tili:ado em .ontos de a",ste onde as
correntes so .e1,enas Uda ordem de miliam.4res o, menosQ A Fig)2, mostra dois
ti.os de trim.ots
Fi+,0- Tipos de trimpots.
Pelo (ato de dissi.arem .e1,enas 1,antidades de calor- os trim.ots .odem
ser montados no .r7.rio circ,ito onde esto at,ando Existem trim.ots 2erticais e
hori:ontais- de (orma a .ermitir ,ma o.'o .ara ,ma montagem mais ade1,ada acada a.lica'o A Fig)22 mostra trim.ots desses dois ti.os
Fi+,00 Trimpot -ertical e trimpot =oriontal.1.* #otenci+metros
So resistores com deri2a'o 1,e .ermite a 2aria'o do 2alor resisti2o .elo
mo2imento de ,m eixo A Fig)25 mostra alg,ns ti.os de .otencimetros
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Crso !"cnico em Eletrnica
Fi+,02 Tipos de potenci>metros.
0s .otencimetros so ,sados nos e1,i.amentos .ara .ermitir a m,dan'a do
regime de o.era'o
Por exem.lo- o .otencimetro de 2ol,me .ermite o a,mento o, dimin,i'o do
n32el de intensidade do som J* o .otencimetro de brilho .ermite o controle de
l,minosidade das imagens
1..1 %!ncionamento
Entre os dois terminais extremos o .otencimetro 4 ,m resistor com,m
Sobre esse resistor desli:a ,m [ terminal- chamado de c,rsor 1,e .ermite ,tili:ar
a.enas ,ma .arte da resist5ncia total do com.onente Ude ,m extremo at4 o c,rsorQ
1..2 $imbolo'ia
A Fig)2< mostra os s3mbolos ,tili:ados .ara re.resentar os .otencimetros-
salientando o s3mbolo normali:ado .ela AB#?
Fig)2< S3mbolos dos .otencimetros
A di(eren'a entre os s3mbolos dos resistores a",st*2eis e .otencimetros
a.arece na .onta do tra'o diagonal
0s com.onentes c,"o 2alor est* s,"eito ; modi(ica'o constante
U.otencimetros ,sados no controle de 2ol,me- .or exem.loQ so denominados
6ari=6eis #os se,s s3mbolos a.arece ,ma seta na .onta do tra'o diagonal
0s com.onentes c,"o 2alor de resist5ncia 4 a",stado na calibra'o e no
so(re mais altera'o- so chamados de a>!st=6eis 0 resistor a",st*2el 4 ,m
exem.lo caracter3stico desse ti.o de com.onente
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Crso !"cnico em Eletrnica
1..3 Tipos de Potenci>metros
Existem dois ti.os de .otencimetros
&e (io
&e carbono Ulinear o, logar3tmicoQ
,):)5), POTENCI?METRO DE FIOSobre ,ma tira de (ibra isolante- em (orma de anel so enroladas 2*rias
es.iras de (io es.ecial Ucom resisti2idade ele2adaQ Fixam8se terminais nas
extremidades da (ibra e as .ontas do (io (ormam ,m resistor- con(orme il,strado na
Fig)2@)
Fi+,03 Tira de fibra espira de fio e terminais de !m potenci>metro de fio.
Sobre o to.o da (ibra corre o contato m72el do c,rsor 1,e 4 ligado
mecanicamente ao eixo do com.onente 0 c,rsor 4 ligado ao terminal do
.otencimetro- como mostrado na Fig)28
Fi+,04 ?etal=es dos componentes bsicos de !m potenci>metro
0s .otencimetros de (io .ara circ,itos eletrnicos so encontrados em
2alores de at4 /W de resist5ncias e .ot5ncias de dissi.a'o de at4 @\
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Crso !"cnico em Eletrnica
#os .otencimetros de (io a resist5ncia entre o c,rsor e os extremos 2aria
,ni(ormemente com o mo2imento do eixo
Se o eixo (or mo2imentado at4 a metade do c,rso total- a resist5ncia entre o
c,rsor e os extremos 4 a metade da resist5ncia total Por o,tro lado- se o c,rsor (or
mo2imentado de >]@ do c,rso total em rela'o a ,m extremo- a resist5ncia entreeste extremo e o c,rsor 4 >]@ da resist5ncia total Entre o o,tro extremo e o c,rsor
ha2er*- .ortanto ]@ da resist5ncia- como il,strado na Fig)2
Fi+,05 @alores de resistncia para di-ersas posi)Aes do c!rsor.
Com.onentes com esta caracter3stica so chamados de inearesBPortanto-
os .otencimetros de (io sem.re so lineares
6os potenci>metros lineares a -aria)*o da resistncia proporcional ao mo-imento
do eixo .
,):)5)2 POTENCI?METRO DE CARONO .CARV(O0
So semelhantes aos .otencimetros de (io na s,a constr,'o &i(erem
a.enas em ,m as.ecto nos .otencimetros de car2o as es.iras de (io es.ecial Udo
.otencimetro de (ioQ so s,bstit,3das .or ,ma camada de carbono 1,e 4
de.ositada sobre ,ma s,.er(3cie de material isolante- como .ode ser 2isto na
Fig)29
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Crso !"cnico em Eletrnica
Fi+,0. ?etal=es constr!ti-os de !m potenci>metro de carbono.0s .otencimetros de carbono .odem ser lineares o, logar3tmicos 0s
.otencimetros de car2o lineares so semelhantes aos de (io- o, se"a- a 2aria'o da
resist5ncia entre ,m extremo e o c,rsor 4 .ro.orcional ao mo2imento do eixo
0s .otencimetros de car2o logar3tmicos se com.ortam de (orma di(erente- com
res.eito ; rela'o entre .osi'o do c,rsor e resist5ncia
I,ando se inicia o mo2imento do c,rsor- a resist5ncia so(re .e1,ena 2aria'o ^
medida 1,e o c,rsor 2ai sendo mo2imentado- a 2aria'o na resist5ncia torna8se cada 2e:
maiorA 2aria'o da resist5ncia entre ,m extremo e o c,rsor 4 des.ro.orcional ao
mo2imento do eixo
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2)2) CAPACITORESCAPACITORES
2), Introd!&'o
0 ca.acitor 4 ,m com.onente ca.a: de arma:enar cargas el4tricas- sendolargamente em.regado nos circ,itos eletrnicos
9m ca.acitor se com.
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0 (enmeno de arma:enamento de cargas .elo ca.acitor .ode ser
com.reendido mais (acilmente analisando o mo2imento de el4trons no circ,ito
Por esta ra:o ser* ,tili:ado o sentido eetrni$o da corrente el4trica no
desen2ol2imento do ass,nto
Conectando8se os terminais do ca.acitor a ,ma (onte de CC- o ca.acitor (icas,"eito ; di(eren'a de .otencial dos .7los da (onte
0 .otencial da bateria a.licado a cada ,ma das armad,ras (a: s,rgir entre
elas ,ma (or'a etri$a1,e nada mais 4 do 1,e ,ma (or'a de atra'o Ucargas de
sinal di(erenteQ o, re.,lso Ucargas de mesmo sinalQ entre cargas el4tricas
0 .7lo .ositi2o da (onte absor2e el4trons da armad,ra ; 1,al est* conectado
en1,anto o .7lo negati2o (ornece el4trons ; o,tra armad,ra- como il,strado na
Fig)5,)
Fi+,2-,bsor)*o de eltrons da armad!ra no polo positi-o e fornecimento de eltrons do ne'ati-o B
armad!ra
A armad,ra 1,e (ornece el4trons ; (onte (ica com 3ons .ositi2os ad1,irindo
,m .otencial .ositi2o e a armad,ra 1,e recebe el4trons da (onte (ica com 3ons
negati2os- ad1,irindo .otencial negati2o- con(orme il,strado na Fig)52
Fi+,20 &ar'as em !m capacitor conectado a !ma fonte20
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$sto signi(ica 1,e ao conectar o ca.acitor a ,ma (onte de CC- s,rge ,ma
di(eren'a de .otencial entre as s,as armad,ras
A tenso .resente nas armad,ras do ca.acitor ter* ,m 2alor to .r7ximo ao
da tenso da (onte 1,e- .ara e(eitos .r*ticos- .ode8se consider*8las ig,ais- como
indicado na Fig)55
Fi+,22 Tens*o das armad!ras i'!al B tens*o da fonte.
Cm capacitor conectado diretamente a !ma fonte de alimenta)*o apresenta entre
s!as armad!ras !ma tens*o !e pode ser considerada i'!al B da fonte.
I,ando o ca.acitor ass,me a mesma tenso da (onte de alimenta'o- di:8se 1,e o
ca.acitor est* $arregado
Se- a.7s ter sido carregado- o ca.acitor (or desconectado da (onte de CC- s,as
armad,ras .ermanecem com os .otenciais ad1,iridos- como il,strado na Fig 5
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Esta ca.acidade de absor2er e manter a energia em s,as armad,ras 4 1,e
de(ine o ca.acitor como sendo ,m arma:enador de cargas el4tricas
A energia arma:enada no ca.acitor na (orma de dese1,il3brio el4trico entre
s,as armad,ras .ode ser rea.ro2eitada
2)2 Des$arga do Ca"a$itor
?omando8se ,m ca.acitor carregado e conectando8se se,s terminais a ,ma
carga- ha2er* ,ma circ,la'o de corrente- .ois o ca.acitor at,a como (onte de
tenso Este com.ortamento .ode ser 2isto na Fig)5@
Fig)5@ &escarga de ,m ca.acitor sobre ,ma carga UresistorQ$sto se de2e ao (ato de 1,e atra24s do circ,ito (echado inicia8se o
restabelecimento do e1,il3brio el4trico entre as armad,ras
0s el4trons em excesso em ,ma das armad,ras mo2imentam8se .ara a o,tra
onde h* (alta de el4trons- at4 1,e se restabele'a o e1,il3brio de .otencial entre elas-
como il,strado na Fig) 58
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Fig) 58 El4trons nas armad,ras
&,rante o tem.o em 1,e o ca.acitor se descarrega- a tenso entre s,as
armad,ras dimin,i .or1,e o n!mero de 3ons restantes em cada armad,ra 4 cada
2e: menor A.7s alg,m tem.o- a tenso entre as armad,ras 4 to .e1,ena 1,e
.ode ser considerada :ero
D!ando !m capacitor est em descar'a a tens*o entre as s!as armad!ras
dimin!i at praticamente ero .
2)5 Ca"a$itn$ia
A ca.acidade de arma:enamento de cargas de ,m ca.acitor de.ende dos
seg,intes *rea com,m entre as armad,ras- es.ess,ra do diel4trico e nat,re:a do
diel4trico
2.3.1 Erea das ,rmad!ras
I,anto maior a *rea das armad,ras- maior a ca.acidade de arma:enamento
de ,m ca.acitor
2.3.2 :spess!ra do ?ieltrico
I,anto mais (ino o diel4trico- mais .r7ximas esto ;s armad,ras 0 cam.o
el4trico (ormado entre as armad,ras 4 maior e a ca.acidade de arma:enamento
tamb4m
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2.3.3 6at!rea do ?ieltrico
I,anto maior a ca.acidade de isola'o do diel4trico- maior a ca.acidade de
arma:enamento do ca.acitor
A ca.acidade de ,m ca.acitor de arma:enar cargas 4 denominada de
ca.acitncia UCQ se de(ine sendo a ra:o entre a carga el4trica a armad,ra UIQ .eladi(eren'a de .otencial entre elas U6Q
V
QC =
D!anto maior a capacit(ncia maior a capacidade de armaenamento de
car'as.
A ,nidade de medida de ca.acitncia 4 o 1arad e 4 re.resentada .ela letra F)
Entretanto- a ,nidade (arad 4 extremamente grande- o 1,e le2a ao ,so de
s,bm!lti.los dessa ,nidade
A Ta3ea < a.resenta os s3mbolos re.resentati2os de cada s,bm!lti.lo e o
se, 2alor com rela'o ; ,nidade
?abela @ 8 S,bm!lti.los do (arad
A con2erso de 2alores entre as s,b,nidades 4 (eita da mesma (orma 1,e as
o,tras grande:as
A seg,ir tem8se- alg,ns exem.los de con2erso
>Q >_F 4 o mesmo 1,e >HHHnF DQ HnF 4 o mesmo 1,e H-_F
Q nF 4 o mesmo 1,e HHH.F Q >HH.F 4 o mesmo 1,e >-nF
Q nF 4 o mesmo 1,e H-H_F Q @HHH.F 4 o mesmo 1,e @nF
@Q >DH.F 4 o mesmo 1,e H->DnF Q @HHH.F 4 o mesmo 1,e H-H@_FA ca.acitncia 4 ,m dos itens 1,e es.eci(ica ,m ca.acitor
2)< Ti"os de Ca"a$itores
At,almente encontra8se no mercado ,m grande n!mero de ti.os de
ca.acitores- em.regando os mais di2ersos materiais
Estes ca.acitores .odem ser res,midos em 1,atro ti.os b*sicos
Ca.acitores (ixos des.olari:ados24
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Ca.acitores a",st*2eis
Ca.acitores 2ari*2eis
Ca.acitores eletrol3ticos
A Fig)5 mostra alg,ns ca.acitores na s,a (orma real
Fi+,25,l'!ns tipos de capacitores.
2.#.1 &apacitores %ixos ?espolariados
A.resentam ,m 2alor de ca.acitncia es.ec3(ico- 1,e no .ode ser alterado
A Fig)59 mostra o s3mbolo ,sado .ara re.resentar os ca.acitores (ixosdes.olari:ados
Fi+,2. $+mbolo dos capacitores fixos despolariados.
A Fig)5: mostra di2ersos ti.os de ca.acitores (ixos
Fi+,2/ ?i-ersos tipos de capacitores fixosF 8a9 stiroflex 8b9 cer(mica e 8c9 polister
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Estes ca.acitores se caracteri:am .or ser des.olari:ado- o, se"a- 1,al1,er
,ma das s,as armad,ras .ode ser ligada tanto a .otenciais .ositi2os como
negati2os
&apacitores despolariados n*o tm polaridade especificada para li'a)*o.
Alg,ns ca.acitores (ixos .odem a.resentar8se na 2erso axial com os doisterminais nas extremidades o, radial com os dois terminais no mesmo lado do
cor.o A Fig)
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Fi+,60 &apacitor -ari-el e se! s+mbolo.
Encontram8se ainda ca.acitores 2ari*2eis m!lti.los 1,e se constit,em de dois
o, mais ca.acitores 2ari*2eis acionados .elo mesmo eixo A Fig)
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cermica 0 diel4trico dos ca.acitores eletrol3ticos 4 ,m .re.arado 1,3mico
chamado de eletr7lito 1,e oxida .ela a.lica'o de tenso el4trica- isolando ,ma
armad,ra da o,tra A ,tili:a'o do eletr7lito .ermite a red,'o da distncia entre as
armad,ras a 2alores m3nimos- o 1,e .ossibilita a obten'o de maiores 2alores de
ca.acitncia Udesde >_F at4 os 2alores maiores 1,e HHHHH_FQ 0 ca.acitor 4selado em ,m in27l,cro de al,m3nio 1,e isola as armad,ras e o eletr7lito da a'o da
,midade
0s ca.acitores eletrol3ticos a.resentam alg,mas des2antagens 1,e so
decorrentes do se, .rocesso de (abrica'o So elas
Polaridade
Altera'o de ca.acitncia
?olerncia
2)
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#o com.onente- a .olaridade 4 ex.ressa de d,as (ormas .or ,m chan(ro na
carca'a- 1,e indica o terminal .ositi2o o, .elo sinal .ositi2o UVQ im.resso no cor.o-
como il,strado na Fig)
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Existem dois ti.os de ca.acitores eletrol3ticos- 1,e esto relacionados com o
ti.o de diel4trico em.regado
Ca.acitor eletrol3tico de 7xido de al,m3nio
Ca.acitor eletrol3tico de 7xido de tntalo
A Fig)
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Em geral- nesses ca.acitores o in27l,cro externo o, carca'a 4 com,m a
todos os ca.acitores
Ca.acitores eletrol3ticos como os da Fig)
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5)5) Trans1or%adoresTrans1or%adores
5), Introd!&'o
0 trans(ormador 4 ,m dis.ositi2o 1,e .ermite ele2ar o, abaixar os 2alores detenso em ,m circ,ito CA A maioria dos e1,i.amentos eletrnicos em.rega
trans(ormadores .ara ele2ar o, abaixar tens
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Fi+, 30H tens*o ind!ida no sec!ndrio
8bser%aoF ,s bobinas primria e sec!ndria s*o eletricamente isoladas
entre si. , transferncia de ener'ia de !ma para o!tra se d excl!si-amente atra-s
das lin=as de for)as ma'nticas.
A tenso ind,:ida no sec,nd*rio 4 .ro.orcional ao n!mero de linhas
magn4ticas 1,e cortam a bobina sec,nd*ria e ao n!mero de s,as es.iras Por isso-
o .rim*rio e o sec,nd*rio so montados sobre ,m n!cleo de material
(erromagn4tico- con(orme a 1ig) @5
Fi+,32H ncleo de material ferroma'ntico
Esse n!cleo tem a (,n'o de dimin,ir a dis.erso do cam.o magn4tico-
(a:endo com 1,e o sec,nd*rio se"a cortado .elo maior n!mero .oss32el de linhas
magn4ticas Como conse15ncia- obt4m8se ,ma trans(er5ncia melhor de energia
entre .rim*rio e sec,nd*rio 6e"a na 1ig) @
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3.2 Rea&'o de Trans1or%a&'o
Como "* 2imos- a a.lica'o de ,ma tenso CA ao .rim*rio de ,m
trans(ormador ca,sa o a.arecimento de ,ma tenso ind,:ida em se, sec,nd*rio
A,mentando8se a tenso a.licada ao .rim*rio- a tenso ind,:ida no sec,nd*rio
a,menta na mesma .ro.or'o Essa rela'o entre as tens>H 1,anto de H6 $sso 4 .oss32el atra24s da sele'o (eita .or
meio de ,ma cha2e sit,ada na .arte .osterior do a.arelho
#a maioria dos casos- essa cha2e est* ligada ao .rim*rio do trans(ormador
&e acordo com .osi'o da cha2e- o .rim*rio 4 .re.arado .ara receber >>H e H6
da rede el4trica e (ornece o mesmo 2alor da tenso ao sec,nd*rio
Existem dois ti.os de trans(ormadores c,"o .rim*rio .ode ser ligado .ara >>H
e H6
?rans(ormador >>H]H6 com .rim*rio a tr5s (iosY
?rans(ormador >>H]H6 com .rim*rio a 1,atro (ios
3.3.1 Transformador com primrio a trs fios.
0 .rim*rio do trans(ormador a tr5s (ios 4 constit,3do .or ,ma bobina .ara
H6 com ,ma deri2a'o central- 1ig) @:
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Essa deri2a'o .ermite 1,e se ,tili:e a.enas ,ma das metades do .rim*rio-
de modo 1,e >>H6 se"am a.licados entre ,ma das extremidades da bobina e a
deri2a'o central- 1ig) 8;)
6e"a na 1ig!ra 8,a re.resenta'o es1,em*tica dessa liga'o
A cha2e ,sada .ara sele'o >>H]H 4 normalmente desli:ante- de d,as
.osi'H6- eletricamente isoladas entre si- con(orme (ig,ra 1ig) 8 em .onte com $ na rede- F> em .onte com F na
rede- 1ig) 88
I,ando a cha2e `` est* na .osi'o >>H6- os terminais $>- $- F> e F so
conectados em .aralelo ; rede- 1ig) 8)
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I,ando a cha2e `` est* na .osi'o H6- os terminais $> e F (icam ligados
; rede .or meio da cha2e- 1ig) 89)
5)< Rea&'o de 1ase entre as tenses do "ri%=rio e do se$!nd=rio
A tenso no sec,nd*rio 4 gerada 1,ando o (l,xo magn4tico 2ari*2el corta ases.iras do sec,nd*rio Como a tenso ind,:ida 4 sem.re o.osta ; tenso ind,tora-
a tenso no sec,nd*rio tem sentido contr*rio ; do .rim*rio
$sto signi(ica 1,e a tenso no sec,nd*rio est* de(asada >H[ da tenso no
.rim*rio- o, se"a- 1,ando a tenso no .rim*rio a,menta n,m sentido- a tenso do
sec,nd*rio a,menta no sentido o.osto- 1ig) 8:
a0 Ponto de Re1erHn$ia
Considerando8se a bobina do sec,nd*rio de ,m trans(ormador ligado em CA-
obser2a8se 1,e cada momento ,m terminal 4 .ositi2o e o o,tro 4 negati2o A.7s
alg,m tem.o- existe a troca de .olaridade 0 terminal 1,e era .ositi2o torna8se
negati2o e 2ice82ersa- 1ig);
#os e1,i.amentos eletrnicos 4 com,m ,m dos terminais do trans(ormador
ser ,sado como re(er5ncia- ligado ao terra do circ,ito #esse caso- o .otencial do
terminal aterrado 4 considerado como sendo H6- no a.resentando .olaridade
$sto .or4m- no signi(ica 1,e no ocorra a troca de .olaridade no sec,nd*rio
Em ,m semiciclo da rede- o terminal li2re 4 .ositi2o em rela'o ao terminal aterrado
Ure(er5nciaQ #o o,tro semiciclo- o terminal li2re 4 negati2o em rela'o ao terminal de
re(er5ncia- 1ig) ,
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Fi+,53 &onfi'!ra)*o eletr>nica dos tomos de sil+cio e 'erm(nio
0s *tomos 1,e t5m 1,atro el4trons na camada de 2al5ncia tendem a se
arran"ar ordenadamente na (orma'o do material seg,ndo ,ma estr,t,ra cristalina
com *tomos 2i:inhos com.artilhando se,s el4trons de 2al5ncia- con(orme il,strado
na Fig)8
Fi+,54 &ompartil=amento de eltrons de -alncia entre dois tomos de sil+cio.
0 com.artilhamento de el4trons entre *tomos tetra2alentes em ,ma estr,t,ra
cristalina 4 il,strado na Fig)a Esse ti.o de liga'o 1,3mica recebe a denomina'o
de iga&'o $o6aente- sendo re.resentada simbolicamente .or dois tra'os
interligando cada .ar de n!cleos- como mostrado na Fig)3
Fi+,55 &ompartil=amento de eltrons entre tomos li'ados co-alentemente em !ma estr!t!ra
cristalina e a representa)*o simb/lica correspondente.
#as liga'
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cristalinas .,ras- com.ostas ,nicamente .or liga'
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Fi+,.1 ?opa'em de sil+cio com tomo de f/sforo.
Como mostrado na Fig)9;- o 1,into el4tron de 2al5ncia do *tomo de (7s(oro
no .artici.a de nenh,ma liga'o co2alente- .ois no existe ,m seg,ndo el4tron de
2al5ncia dis.on32el nos *tomos 2i:inhos 1,e .ossibilite a (orma'o dessa liga'o
Esse el4tron extra .ode- .ortanto- ser (acilmente liberado .elo *tomo de (7s(oro-
.assando a transitar li2remente atra24s da estr,t,ra do cristal semicond,tor
Com a adi'o de im.,re:as- e conse1ente a,mento no n!mero de el4trons
li2res- con(orme il,strado na Fig)9,- o cristal 1,e era .,ro e isolante .assa a ser
cond,tor de corrente el4trica im.ortante obser2ar 1,e embora o material tenha
sido do.ado- o n!mero total de el4trons .ermanece ig,al ao n!mero total de .r7tons
no cristal- de (orma 1,e o %ateria $ontin!a eetri$a%ente ne!tro
Fi+,.- :ltrons li-res no sil+cio dopado com f/sforo.
0 semicond,tor do.ado com *tomos contendo excesso de ,m o, mais el4trons na
camada de 2al5ncia recebe a denomina'o de se%i$ond!tor ti"o n- .ois nesses
materiais a corrente el4trica 4 cond,:ida .redominantemente .or cargas negati6as
Essa cond,'o el4trica ocorre inde.endentemente da .olaridade da tenso a.licada
entre as extremidades do material semicond,tor- con(orme il,strado na Fig)92
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Fi+,.0 &orrente de eltrons em !m semicond!tor tipo n.
#.3.2 $emicond!tor Tipo p
I,ando os *tomos introd,:idos na estr,t,ra cristalina do semicond,tor
exibem de(ici5ncia de ,m el4tron de 2al5ncia relati2amente ao n!mero de el4trons
da camada mais externa de cada *tomo do cristal- (orma8se ,m se%i$ond!tor ti"o
$
0 *tomo de 3ndio- .or exem.lo- 1,e tem tr5s el4trons na camada de 2al5ncia-
1,ando ,tili:ado no .rocesso de do.agem do sil3cio d* origem a ,m semicond,tor
ti.op- con(orme il,strado na Fig)95
fi+,.2 ?opa'em de sil+cio com tomo de +ndio
Como se .ode obser2ar na Fig)95- o *tomo de 3ndio se acomoda na estr,t,ra
cristalina- (ormando tr5s liga'
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el4tron 1,e com.oria o .ar necess*rio ; (orma'o da1,ela liga'o com o *tomo de
3ndio Essa a,s5ncia de el4tron de liga'o 4 denominada de a$!na
A exist5ncia de lac,nas no semicond,tor .ermite 1,e ha"a ,m mecanismo de
cond,'o distinto da1,ele obser2ado em ,m semicond,tor ti.o n #o caso do
semicond,tor ti.o n os el4trons adicionais res,ltantes do .rocesso de do.agem.odem transitar li2remente no interior do material Por o,tro lado- 1,ando a
do.agem .rod,: lac,nas no semicond,tor- ,m el4tron .ro2eniente de ,ma liga'o
co2alente s7 .oder* transitar .ara ,m .onto do cristal onde ha"a ,ma lac,na
dis.on32el
Esse mecanismo de cond,'o est* il,strado na Fig)9
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&e acordo com esse .onto de 2ista- as lac,nas em ,m semicond,tor do.ado
se com.ortam e(eti2amente como cargas .ositi2as 1,e .odem transitar em ,m
cristal 1,ando este est* s,bmetido a ,ma tenso externamente a.licada
0 semicond,tor do.ado com *tomos contendo de(ici5ncia de ,m o, mais
el4trons na camada de 2al5ncia recebe a denomina'o de se%i$ond!tor ti"o $-.ois nesses materiais a corrente el4trica 4 cond,:ida .redominantemente .or
lac,nas 1,e se com.ortam como .ortadores de carga "ositi6a d,rante o .rocesso
de cond,'o el4trica
Como no .rocesso de cond,'o el4trica de ,m semicond,tor ti.o n- o
mo2imento de lac,nas em ,m semicond,tor ti.op- s,bmetido a ,ma dd.- ocorre
inde.endentemente da .olaridade da tenso a.licada entre as extremidades do
materialAnalisando8se as .ro.riedades b*sicas de semicond,tores do.ados- nota8se
1,e o n!mero de el4trons em ,m semicond,tor ti.o n- o, lac,nas em ,m
semicond,tor ti.o p- cresce com o a,mento do n!mero de *tomos de im.,re:as
introd,:idas no cristal Com o a,mento do n!mero de .ortadores de carga- a,menta
a cond,ti2idade el4trica do material &essa (orma- torna8se .oss32el alterar de (orma
controlada a cond,ti2idade el4trica de ,m semicond,tor- e(et,ando8se a dosagem
ade1,ada da 1,antidade de do.agem do cristal d,rante a eta.a de (abrica'o
Essa caracter3stica de controle externo de cond,ti2idade .ossibilita o ,so de
cristais semicond,tores como mat4ria .rima na (abrica'o de com.onentes
eletrnicos- incl,indo diodos- transistores- circ,itos integrados etc- bem como na
constr,'o de dis.ositi2os o.toeletrnicos- tais como (otodetetores- diodos
emissores de l,: e lasers semicond,tores
A cond,ti2idade el4trica de ,m semicond,tor .ode ser controlada .ela
dosagem ade1,ada da 1,antidade de do.agem do cristal- d,rante a eta.a de
(abrica'o
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des(a: .or esse .rocesso .ro.icia- .ortanto- a gera'o de ,m .ar el4tron]lac,na a
mais na estr,t,ra do cristal- con(orme il,strado na Fig)9@
fi+,.3 Kera)*o por a!ecimento de pares eltronLlac!na em !m semicond!tor.
0 a,mento do n!mero de .ortadores de2ido ao a1,ecimento do cristal
a,menta s,a cond,ti2idade- .ermitindo assim 1,e se obtenha ,m maior (l,xo de
corrente no material
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@)@) Diodo Se%i$ond!torDiodo Se%i$ond!tor
0 diodo semicond,tor 4 ,m com.onente 1,e .ode com.ortar8se como
cond,tor o, isolante el4trico- de.endendo da (orma como a tenso 4 a.licada aos
se,s terminais Essa caracter3stica .ermite 1,e o diodo semicond,tor .ossa ser
,tili:ado em di2ersas a.lica'!n&'o$n
fi+,.4 ?iodo semicond!tor.
Con(orme il,strado na Fig)9- logo a.7s a (orma'o da ",n'o pn- alg,ns
el4trons li2res se di(,ndem do semicond,tor ti.o n .ara o semicond,tor ti.op
0 mesmo .rocesso ocorre com alg,mas lac,nas existentes no semicond,tor
ti.op 1,e di(,ndem .ara o semicond,tor ti.o n
Fi+,.5 ?if!s*o de eltrons e lac!nas lo'o ap/s a forma)*o da ;!n)*o pn.
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&,rante o .rocesso de di(,so- .arte dos el4trons li2res se recombinam com
lac,nas na regio .r7xima ; ",n'o A dimin,i'o do n!mero de el4trons li2res
existentes inicialmente do lado n 1,e conseg,iram se di(,ndir e recombinar com as
lac,nas no ladop- .rod,: ,ma regio de cargas .ositi2as do lado n e negati2as do
ladop da ",n'oCon(orme il,strado na Fig)99- as cargas .rod,:idas nas .roximidades da
",n'o so cargas (ixas ; rede cristalina Essa regio de cargas .r7xima ; ",n'o 4
denominada regi'o de $argas des$o3ertas o, regi'o de de"e&'o
fi+,.. Re'i*o de car'as descobertas nas proximidades da ;!n)*o pn.
Com o a.arecimento da regio de de.le'o- o trans.orte de el4trons .ara o
ladop 4 blo1,eado- .ois estes so re.elidos da regio negati2amente carregada do
lado p. 0 mesmo e(eito se a.lica .ara lac,nas c,"o trans.orte .ara o lado n 4
re.elido .elas cargas .ositi2as existentes no lado n da ",n'o
Portanto- imediatamente a.7s a (orma'o da ",n'o- ,ma di(eren'a de
.otencial .ositi2a 4 gerada entre os lados n ep Essa 3arreira de "oten$ia .re2ine
a contin,a'o do trans.orte de .ortadores atra24s da ",n'opn no .olari:ada
Gmediatamente ap/s a forma)*o da ;!n)*o pn aparece !ma barreira de
potencial !e positi-a do lado n e ne'ati-a do lado p da ;!n)*o.
A tenso @B .ro.orcionada .ela barreira de .otencial no interior do diodo-
de.ende do material ,tili:ado na s,a (abrica'o 6alores a.roximados .ara os
diodos de germnio e sil3cio so @B X H- 6 e @B X H- 6- res.ecti2amente
#o 4 .oss32el medir diretamente o 2alor de @B a.licando ,m 2olt3metro
conectado aos terminais do diodo- .or1,e essa tenso existe a.enas em ,ma
.e1,ena regio .r7xima ; ",n'o #o todo- o com.onente 4 eletricamente ne,tro-
,ma 2e: 1,e no (oram acrescentados nem retirados .ortadores do cristal
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5.2 §o e Reresentao do ,iodo
0 diodo semicond,tor 4 re.resentado em diagramas de circ,itos eletrnicos
.elo s3mbolo il,strado na Fig)9:) 0 terminal da seta re.resenta o material p-
denominado de anodo do diodo- en1,anto o terminal da barra re.resenta o material
n- denominado de $atodo do diodo
fi+,./ Representa)*o do diodo
A identi(ica'o dos terminais do com.onente real .ode a.arecer na (orma de
,m s3mbolo im.resso sobre o cor.o do com.onente o, alternati2amente- o c*todo
do diodo .ode ser identi(icado atra24s de ,m anel im.resso na s,.er(3cie do
com.onente- con(orme il,strado na Fig) :;
Fi+,/1 %ormas de identifica)*o dos terminais do diodo semicond!tor para dois tipos com!ns de
encaps!lamento.
0bser2a8se 1,e o com.ortamento de 1,al1,er com.onente eletrnico de.ende
diretamente da s,a tem.erat,ra de trabalho Essa de"endHn$ia tr%i$a 4 ,m (ator
im.ortante 1,e de2e ser considerado 1,ando se .ro"eta o, se montam circ,itos com
esses com.onentes
5.3 &licao de Tenso sobre o ,iodo
A a.lica'o de tenso sobre o diodo estabelece a (orma como o com.onente
se com.orta eletricamente A tenso .ode ser a.licada ao diodo .ela "oariKa&'o
direta o, .ela "oariKa&'o in6ersa do com.onente- con(orme examinado a seg,ir
5.3.1 Polaria)*o ?ireta
Polari:a'o direta 4 ,ma condi'o 1,e ocorre 1,ando o lado p 4 s,bmetido a
,m .otencial .ositi2o relati2o ao lado n do diodo- con(orme il,strado na Fig) :,50
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#essa sit,a'o- o .7lo .ositi2o da (onte re.ele as lac,nas do material p em dire'o
ao .7lo negati2o- en1,anto os el4trons li2res do lado n so re.elidos do .7lo
negati2o em dire'o ao .7lo .ositi2o
fi+,/- ?iodo s!bmetido B polaria)*o direta.
#a sit,a'o il,strada na Fig):2B o 2alor da tenso a.licada ao diodo 4 in(erior
ao 2alor @B da barreira de .otencial #essa condi'o- a maior .arte dos el4trons e
lac,nas no t5m energia s,(iciente .ara atra2essar a ",n'o
Fi+,/0 ?iodo sob polaria)*o direta para @M@N.
Se a tenso a.licada aos terminais do diodo excede o 2alor da barreira de
.otencial- lac,nas do ladop e el4trons do lado n ad1,irem energia s,.erior ;1,ela
necess*ria .ara s,.erar a barreira de .otencial- .rod,:indo como res,ltado ,m
grande a,mento da corrente el4trica atra24s do diodo- como mostrado na Fig) :5
Fi+,/2 ?iodo sob polaria)*o direta para @ O @N.
I,ando o diodo est* .olari:ado diretamente- cond,:indo corrente el4trica sob
a condi'o @ @B- di:8se 1,e o diodo est= e% $ond!&'o51
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9m diodo est* em cond,'o 1,ando .olari:ado diretamente sob a condi'o 6
6 B
5.3.2 Polaria)*o Gn-ersa
A .olari:a'o in2ersa de ,m diodo ocorre 1,ando o lado n (ica s,bmetido a
,m .otencial .ositi2o relati2o ao ladop do com.onente- como mostrado na Fig):
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5.4 Comarao entre ,iodo Ideal /ersus ,iodo Real
sem.re con2eniente modelar ,m determinado com.onente eletrnico
atra24s de se, $ir$!ito e!i6aente 0 circ,ito e1,i2alente 4 ,ma (erramenta
largamente ,tili:ada em eletrnica .ara re.resentar ,m com.onente com
caracter3sticas no com,ns- .or ,m circ,ito consistindo de com.onentes mais
sim.les- tais como interr,.tores- resistores- ca.acitores etc
#o caso do diodo semicond,tor- o circ,ito e1,i2alente se torna bastante
sim.li(icado 1,ando o diodo 4 considerado ideal- con(orme descrito a seg,ir
5.#.1 < ?iodo $emicond!tor Gdeal
Por diodo ideal entende8se ,m dis.ositi2o 1,e a.resenta caracter3sticas
ideais de cond,'o e blo1,eio9m diodo ideal- .olari:ado diretamente- de2e cond,:ir corrente el4trica sem
a.resentar resist5ncia- com.ortando8se como ,m interr,.tor (echado- como il,strado
na seg,nda linha da Ta3ea , 0 interr,.tor (echado 4- .ortanto- o circ,ito
e1,i2alente .ara o diodo ideal em cond,'o
Polari:ado in2ersamente- o diodo semicond,tor ideal de2e com.ortar8se
como ,m isolante .er(eito- im.edindo com.letamente o (l,xo de corrente 0
interr,.tor aberto il,strado na terceira linha da Ta3ea , 4- .ortanto- o circ,ito
e1,i2alente .ara o diodo ideal na condi'o de corte
Em res,mo- o diodo ideal com.orta8se como ,m interr,.tor- c,"o estado 4
controlado .ela tenso a.licada aos se,s terminais
!abela - &irc!itos e!i-alentes para o diodo ideal.
5.#.2 < ?iodo $emicond!tor Real
0 diodo ideal 4 ,m modelo sim.li(icado do diodo real- .ois na1,ele modelo
alg,ns .armetros relacionados ; (abrica'o e ;s .ro.riedades de materiais
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semicond,tores so des.re:ados Modelos mais real3sticos do diodo o.erando em
cond,'o o, em blo1,eio so descritos a seg,ir
a0 Diodo e% $ond!&'o
Com res.eito ;s caracter3sticas de cond,'o do diodo semicond,tor- de2e8se
le2ar em conta 1,e o diodo entra em cond,'o e(eti2a a.enas a .artir do momentoem 1,e a tenso da (onte externa atinge ,m 2alor ligeiramente s,.erior ao 2alor @B
da barreira de .otencial
&e2e8se tamb4m considerar a exist5ncia de ,ma resist5ncia el4trica atra24s
da ",n'o 1,ando o diodo est* sob .olari:a'o direta Essa resist5ncia existe em
1,al1,er semicond,tor- de2ido a colis
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Fi+,/5 &irc!ito com diodo s!bmetido B cond!)*o e clc!lo do erro cometido ao se !tiliar o diodo
ideal como modelo.
30 Diodo e% 3o!eio
E(eitos associados ; te%"erat!ra e a a3sor&'o de 1tons nas .roximidades
da ",n'o de ,m diodo .ossibilitam a gera'o de ,ma .e1,ena 1,antidade de
"ortadores %inorit=rios- o, mais .recisamente- lac,nas no lado n e el4trons li2res
no lado p Conse1entemente- sem.re existe ,ma $orrente de 1!ga- 1,ando o
diodo 4 in2ersamente .olari:ado- corres.ondendo ; .assagem de .ortadores
minorit*rios atra24s da ",n'o Essa corrente de (,ga 4 geralmente da ordem de
alg,ns microam.res- o 1,e indica 1,e a resist5ncia da ",n'o in2ersamente
.olari:ada .ode chegar a 2*rios megahoms
0 diodo em blo1,eio .ode- .ortanto- ser modelado a .artir do circ,ito
e1,i2alente mostrado na Fig):9
Fi+,/. &irc!ito e!i-alente para o diodo em blo!eio
5.5 Cur)a Caracterstica do ,iodo
0 com.ortamento de 1,al1,er com.onente eletrnico .ode ser ex.resso
atra24s de ,ma $!r6a $ara$terJsti$a o, $!r6a 9I 1,e re.resenta a rela'o entre
tenso e corrente atra24s dos terminais do com.onente &essa (orma- .ara cada
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2alor da tenso a.licada- .ode8se- a .artir dos dados da c,r2a caracter3stica- obter o
2alor da corrente 1,e (l,i no dis.ositi2o e 2ice82ersa A c,r2a caracter3stica do diodo
ser2e .ara determinar se, com.ortamento real 1,al1,er 1,e se"a o se, estado de
.olari:a'o- con(orme examinado a seg,ir
a0 Regi'o de $ond!&'o
&,rante a cond,'o- ,ma corrente Gd (l,i atra24s do diodo- con(orme il,strado
na Fig)::)A medida 1,e a,menta a corrente in"etada Gd- a 1,eda de tenso @d -
obser2ada atra24s dos terminais do diodo- a,menta m,ito .o,co em rela'o ao
2alor @B- como conse15ncia do baix3ssimo 2alor da resist5ncia de cond,'o do
diodo
Fi+,// Jodelo do diodo no re'ime de cond!)*o e par(metros !tiliados na defini)*o da c!r-a
caracter+stica.
9ma re.resenta'o gr*(ica dessa rela'o tenso corrente .ara o caso do
diodo de sil3cio 4 mostrada na Fig),;;) #essa re.resenta'o- a c,r2a caracter3sticado diodo 4 obtida sim.lesmente .ela ,nio de todos os .ontos re.resentati2os dos
.ares de 2alores .oss32eis de corrente Gd e tenso @d- atra24s do diodo no regime
de cond,'o
fi+,-11&!r-a caracter+stica do diodo de sil+cio no re'ime de cond!)*o56
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A obten'o do 2alor de tenso 6H 1,e corres.onde a ,m dado 2alor de
corrente GH- 4 (eita con(orme il,strado na Fig),;,&e2e8se tra'ar inicialmente ,ma
linha hori:ontal a .artir do .onto sobre o eixo 2ertical corres.ondente ao 2alor $H
Essa linha interce.ta a c,r2a no .onto P indicado na Fig),;,) ?ra'ando8se a
.artir de P ,ma linha 2ertical- obt4m8se a interse'o com o eixo hori:ontal no .onto
@H 1,e 4 o 2alor dese"ado da 1,eda de tenso nos terminais do diodo Atra24s da
c,r2a 2eri(ica8se tamb4m 1,e- en1,anto a tenso sobre o diodo no ,ltra.assa ,m
2alor limite- 1,e corres.onde ao .otencial da barreira @B- a corrente atra24s do
diodo .ermanece m,ito .e1,ena Essa condi'o est* indicada na Fig),;2- .ara ,m
ti.o de diodo de sil3cio- onde Gd mA .ara @d H- 6 A .artir do 2alor limite @B X
H- 6- a corrente atra24s do diodo .ode a,mentar s,bstancialmente sem 1,e isso
ca,se ,m a,mento signi(icati2o na 1,eda de tenso atra24s do diodo 6eri(ica8se-
.ortanto- 1,e na (aixa de 2alores @d H-6- o diodo com.orta8se .raticamente como
,m resistor de baix3ssima resist5ncia
fi+,-10 &!r-a caracter+stica para !m tipo com!m de diodo de sil+cio.
30 Regi'o de 3o!eio
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Como disc,tido anteriormente- existe ,ma corrente de (,ga 1,ando o diodo 4
in2ersamente .olari:ado Essa corrente de (,ga a,menta gradati2amente com o
a,mento da tenso in2ersa nos terminais do diodo Esse com.ortamento .ode ser
obser2ado na regio de tens microam.4re negati2o
Fi+,-12 Krfico exibindo a por)*o da c!r-a caracter+stica em !e o diodo in-ersamente polariado.
Como em .olari:a'o direta a corrente 4 ti.icamente mais de >HHH 2e:es
s,.erior ao 2alor da corrente de .olari:a'o in2ersa- a re.resenta'o das d,as
regi
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Fi+,-16 &!r-a caracter+stica de !m diodo de sil+cio com escala -ertical d!pla para detal=ar os
re'imes de polaria)*o direta e in-ersa.
5.! 0imites de erao do ,iodo
0s limites de o.era'o do diodo em cc estabelecem os 2alores m*ximos de
tenso e corrente 1,e .odem ser a.licados ao com.onente em circ,itos de corrente
cont3n,a- sem .ro2ocar danos a s,a estr,t,ra
Analisando o com.ortamento do diodo no regime de cond,'o- 2eri(ica8se
1,e a corrente de cond,'o 4 o (ator diretamente in(l,enciado .elo circ,ito de
alimenta'o do diodo A 1,eda de tenso nos terminais do diodo no regime de
cond,'o 4 .raticamente inde.endente do circ,ito- mantendo8se em ,m 2alor
.r7ximo ao 2alor do .otencial da barreira do dis.ositi2o- o, se"a- H- 6 .ara o sil3cio
e H- 6 .ara o germnio
#o regime de .olari:a'o in2ersa- a tenso atra24s do diodo 4 o .armetro
diretamente in(l,enciado .elo circ,ito de alimenta'o A corrente de (,ga no 4 m,ito
in(l,enciada .elo circ,ito externo .ois de.ende a.enas das .ro.riedades materiais
do diodo
&essa (orma- os limites de o.era'o do diodo so de(inidos .ela $orrente de
$ond!&'o %=4i%a e tens'o in6ersa %=4i%a descritas a seg,ir
5.".1 &orrente de cond!)*o mxima
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A corrente m*xima de cond,'o de ,m diodo 4 (ornecida .elo (abricante em
,m (olheto de es.eci(ica'
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5.$ Teste ,iodos semicondutores
As condi'
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$denti(ica'o do anodo e catodo de ,m diodo Em m,itas ocasi
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8)8) Reti1i$a&'oReti1i$a&'o
Reti1i$a&'o 4 o nome dado ao .rocesso de trans(orma'o de corrente
alternada UcaQ em corrente cont3n,a UccQ Esse .rocesso 4 ,tili:ado com a (inalidade
de .ermitir 1,e e1,i.amentos de corrente cont3n,a se"am alimentados a .artir da
rede el4trica 1,e 4 dis.on32el a.enas na (orma de corrente alternada
A reti1i$a&'o de %eia onda 4 ,m .rocesso de trans(orma'o de ca em cc-
1,e .ermite o a.ro2eitamento de a.enas ,m semiciclo da tenso de alimenta'o da
carga- con(orme il,strado na Fig),;)
Fi+,-15 ?ia'rama il!strando o princ+pio de opera)*o do circ!ito retificador de meia onda.
0 circ,ito reti(icador de meia onda com diodo 4 em.regado em e1,i.amentos
1,e a.esar- de exigirem ,ma tenso de alimenta'o ,ni.olar- no necessitam 1,e a
mesma .ermane'a constante como (,n'o do tem.o como- .or exem.lo- noscarregadores de bateria
!.1 Reticao de eia nda com ,iodo Semicondutor
As caracter3sticas de cond,'o e blo1,eio do diodo semicond,tor .odem ser
,tili:adas .ara obter ,ma reti(ica'o de meia onda a .artir da corrente alternada da
rede el4trica domiciliar A con(ig,ra'o b*sica desse ti.o de circ,ito 4 il,strada na
Fig),;9 e o com.ortamento da tenso na carga em cada semiciclo da tenso de
alimenta'o 4 descrito a seg,ir
Fi+,-1. &irc!ito retificador de meia onda com diodo semicond!tor.
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".1.1 $emiciclo Positi-o
Com base na Fig),;:- a tenso no .onto, 4 .ositi2a com rela'o ao .onto N-
d,rante o semiciclo .ositi2o Com esta .olaridade da tenso de entrada- o diodo
entra no regime de cond,'o- .ermitindo- .ortanto a circ,la'o de corrente
#essas condi'
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Fi+,--1 ?etal=amento das formas de tens*o na entrada do circ!ito no diodo e na car'a d!rante o
semiciclo positi-o.
".1.2 $emiciclo 6e'ati-o
&,rante o semiciclo negati2o o .otencial no .onto , se torna negati2o em
rela'o ao .onto N Com essa .olaridade na entrada- o diodo entra em blo1,eio
com.ortando8se e(eti2amente como ,ma cha2e aberta- im.edindo a circ,la'o de
corrente- con(orme il,strado na Fig),,,
Fi+,--- &irc!ito retificador d!rante o semiciclo ne'ati-o.
A condi'o de corrente n,la no circ,ito im.lica 1,e toda a tenso de entrada 4
trans(erida .ara o diodo- com a tenso na carga mantendo8se n,la- con(orme
il,strado na Fig),,2
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Fi+,--0 TensAes no circ!ito retificador d!rante o semiciclo ne'ati-o.
Concl,i8se- .ortanto- 1,e .ara cada ciclo com.leto de tenso de entrada-
a.enas o semiciclo .ositi2o 4 trans(erido diretamente .ara a carga- estando o
semiciclo negati2o a.licado diretamente entre os terminais do diodo
Se a .osi'o do diodo (or in2ertida- con(orme il,strado na Fig),,5- a tenso
na carga sim.lesmente m,da de sinal con(orme il,strado na Fig),,
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#o circ,ito reti(icador de meia onda- a tenso de sa3da 1,e 4 medida na carga
4 .,lsada Para medir essa tenso de sa3da- ,tili:a8se ,m m,lt3metro o, ,m
2olt3metro de cc com as .ontas de .ro2a conectadas aos terminais da carga
< -olt+metro cc o! m!lt+metro em escala de tens*o cc conectado B sa+da do
circ!ito retificador sempre indica !m -alor mdio para a tens*o cont+n!a p!lsantesobre a car'a.
".1.# &lc!lo da Tens*o de $a+da
VDEMXVRL
= 2xVefEMX =
Em*x X ?enso m*xima o, tenso de .ico
6e( X ?enso e(ica:
A tenso de sa3da ser*
VD)2x(VefVRL
= I,ando a tenso e(ica: 4 menor do 1,e >H 2olts
Se a tenso e(ica: (or maior 1,e >H 2olts- a 1,eda de tenso no diodo .assa
a ser des.re:32el- .ortanto- a tenso de sa3da .ode ser calc,lada da seg,inte (orma
)2x(VefVRL = di2idindo8se a rai: 1,adrada de dois .or .i- obt4m8se H-@D- o,
se"a- a no2a (7rm,la .oder* ser descrita a seg,ir
0,45xVefVRL = 1,ando a tenso e(ica: 4 maior 1,e >H 2olts
!.2 Reticao de nda Comleta
A reti1i$a&'o de onda $o%"eta 4 ,m .rocesso de trans(orma'o de ca em cc- 1,e
.ermite o a.ro2eitamento dos dois semiciclos da tenso de alimenta'o da carga-
con(orme il,strado na Fig),,@
fi'.115 I ?ia'rama il!strando o princ+pio de opera)*o do circ!ito retificador de onda completa.
0 circ,ito reti(icador de onda com.leta 4 o mais em.regado nos
e1,i.amentos eletrnicos- .ois .ermite obter ,m melhor a.ro2eitamento da energia
dis.on32el na entrada do circ,ito
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A reti(ica'o de onda com.leta .ode ser reali:ada com o em.rego de ,m
trans(ormador com deri2a'o central e dois diodos semicond,tores o,
alternati2amente- .elo ,so de ,ma .onte de 1,atro diodos- con(orme descrito a
seg,ir
".2.1 Retifica)*o de
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Fi+,--5 Retificador de onda completa s!bmetido a !ma tens*o de entrada ne'ati-a.
&essa (orma- o diodo ?> entra no estado de cond,'o en1,anto o diodo ?
entra em blo1,eio 9tili:ando8se o modelo ideal .ara o diodo semicond,tor- obt4m8
se o circ,ito e1,i2alente il,strado na Fig),,9 Como .ode ser a3 obser2ado- a
condi'o de cond,'o de ?> .ermite a circ,la'o de corrente atra24s da carga do
terminal .ositi2o .ara o terminal de re(er5ncia #essas condi'
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agora circ,la .ela carga- atra24s do diodo ? 1,e est* em cond,'o 0 (l,xo de
corrente mant4m8se no mesmo sentido da1,ele obtido d,rante o semiciclo negati2o-
e a tenso no .rim*rio 4 trans(erida diretamente .ara a carga- con(orme il,strado na
Fig),2;
Fi+,-01 &irc!ito e!i-alente para o retificador de onda completa d!rante o semiciclo positi-o.
Analisando8se- .ortanto- ,m ciclo com.leto da tenso de entrada- 2eri(ica8se
1,e o circ,ito reti(icador trans(ere .ara a carga dois semiciclos de tenso .ositi2acom rela'o ; re(er5ncia de .otencial- con(orme il,strado na Fig),2,- onde os
diodos cond,:em isoladamente em cada semiciclo
Fi+,-0- Resposta do retificador d!rante !m ciclo completo na entrada.
8)2),)2 TENS(O E CORRENTE DE SADA
a0 Tens'o de saJda
A reti(ica'o de onda com.leta com deri2a'o central trans(ere ; carga dois
semiciclos .ositi2os de tenso .ara cada ciclo da tenso de entrada Como a tenso
de sa3da 4 (ormada de .,lsos id5nticos de tenso- o 1,e 4 mostrado na Fig),22- a
tenso cc 1,e seria medida na carga .ode ser obtida determinando8se o 2alor m4dio
da tenso de sa3da em a.enas ,m semiciclo da tenso de entrada
Fi+,-00 ?ependncia temporal da tens*o na sa+da do retificador.70
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8)2),)5 C+LCULO DA TENS(O DE SADA
VDEMXx2VRL
= 2xVefEMX =
Em*x X ?enso m*xima o, tenso de .ico
6e( X ?enso e(ica:
A tenso de sa3da ser*
VD)2x(Vefx2VRL
= I,ando a tenso e(ica: 4 menor do 1,e >H 2olts
Se a tenso e(ica: (or maior 1,e >H 2olts- a 1,eda de tenso no diodo .assa a ser
des.re:32el- .ortanto- a tenso de sa3da .ode ser calc,lada da seg,inte (orma
)2x(Vefx2VRL = di2idindo8se a rai: 1,adrada de dois .or .i- obt4m8se
H-@D x X H-G- o, se"a- a no2a (7rm,la .oder* ser descrita a seg,ir0,9xVefVRL = I,ando a tenso e(ica: 4 maior 1,e >H 2olts
".2.2 Retifica)*o de
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Fi+,-06 Retificador em ponte d!rante o semiciclo positi-o.
Ta3ea , Polari:a'
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Fi+,-04 $implifica)*o do circ!ito da Fi+,-03.
30 Se%i$i$o Negati6o
&,rante o semiciclo negati2o- ocorre a in2erso de .olaridade nos terminais
de entrada do circ,ito- con(orme mostrado na Fig),2 e os regimes de o.era'o dos
diodos so modi(icados con(orme listado na Ta3ea 2
Fi+,-5 Retificador em ponte d!rante o semiciclo ne'ati-o.
Ta3ea 2 Polari:a'
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0 circ,ito e1,i2alente com as cha2es em aberto remo2idas 4 mostrado na
Fig),2: 9m exame do circ,ito indica 1,e a tenso de entrada 4 trans(erida- com
,ma in2erso de sinal- .ara a carga Como a tenso de entrada 4 negati2a- a1,ela
na carga .ermanece .ositi2a- com.letando- assim- o .rocesso de reti(ica'o
Fi+,-0/ &irc!ito e!i-alente res!ltante do retificador em ponte d!rante o semiciclo ne'ati-o
A Fig),5; il,stra como a corrente (l,i no circ,ito d,rante o semiciclo negati2o
da tenso de entrada- onde se .ode 2eri(icar 1,e o (l,xo de corrente se d* no
mesmo sentido da1,ele obtido d,rante o semiciclo .ositi2o
Fi+,-21 %l!xo de corrente na ponte retificadora d!rante o semiciclo ne'ati-o da tens*o de entrada.
!.3 erccios de Reticao.
>Q 0 1,e signi(ica a ex.resso )reti(ica'o+
Q &e(ina reti(ica'o de meia onda e onda com.leta
Q Cite os tr5s incon2enientes da reti(ica'o de meia onda
@Q I,al 4 a (re15ncia da CC .,lsante na sa3da de ,ma reti(ica'o de meia onda e
onda com.leta a.licada a ,ma rede CA de DH`:
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DQ Calc,le o 1,e se .ede na tabela abaixo
?enso deEntrada U6CAQ
?enso deSa3da U6CCQ
Resist5ncia deCarga URLQ
Corrente deCarga U$RLQ
?i.o deReti(ica'o
6CA DH R M 0#&A
6CA H-H>HA R 0 C &CE#?RAL>D6CA H R 0 C
P0#?E>6CA H-HHA R M 0#&A
>6CA H R 0 C &CE#?RAL
6CA H-HHA R 0 C EP0#?E
>H6CC H-H>DA R M 0#&A
>D6CC > R 0 C &CE#?RAL
Q Ex.li1,e o (,ncionamento do circ,ito abaixo- mostre as (ormas de onda- e
calc,le a tenso de sa3da
tenso de entrada>>H6 tenso de sa3da no sec,nd*rio do trans(ormador >6
Q Ex.li1,e o (,ncionamento do circ,ito abaixo- mostre as (ormas de onda- e
calc,le a tenso de sa3da
tenso de entrada>>H6]H6 tenso de sa3da no sec,nd*rio >6 V>6
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RL
RL
&>
&
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A)A) Fitros e% Fontes de Ai%enta&'oFitros e% Fontes de Ai%enta&'o
A tenso cont3n,a .,ra se caracteri:a .or ter ,ma !nica .olaridade e .or ,m
2alor 1,e no 2aria ao longo do tem.o- como mostrado no gr*(ico da Fig),5,
Fi+,-2- Tens*o p!ramente cont+n!a como f!n)*o do tempo.
A tenso de sa3da .rod,:ida .elos circ,itos reti(icadores- tanto de meia onda
como de onda com.leta- toma a (orma de ,ma s4rie de .,lsos A Fig),52 mostra
esse ti.o de tenso de sa3da .ara o caso do reti(icador de onda com.leta Como
.ode ser a3 obser2ado- embora os .,lsos de tenso se"am de mesma .olaridade-
existe ,ma 2aria'o no tem.o do 2alor da tenso de sa3da
Fi+,-20 ?ependncia no tempo da tens*o de sa+da de !m retificador de onda completa.
Sal2o em alg,mas sit,a'
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$.1 Caacitor como lemento de Filtragem
A ca.acidade de arma:enamento de energia el4trica dos ca.acitores .ode ser
,tili:ada como rec,rso .ara reali:ar ,m .rocesso de (iltragem na tenso de sa3da de
,m circ,ito reti(icador Essa (iltragem 4 reali:ada conectando8se o ca.acitor
diretamente nos terminais de sa3da do circ,ito reti(icador- como mostrado nos dois
diagramas da Fig),5
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Fi+,-24 s,(iciente .ara colocar o diodo no2amente no regime de
cond,'o- como mostrado na Fig),59 Este 2alor @> 4 exatamente ig,al ; tenso no
ca.acitor a.7s ,m certo inter2alo de tem.o de descarga A .artir desse instante detem.o- o anodo do diodo torna8se .ositi2o em rela'o ao catodo- e a carga el4trica
arma:enada na armad,ra .ositi2a do ca.acitor come'a no2amente a a,mentar
Fi+,-2. Krfico da tens*o de sa+da do retificador de meia onda com filtro capaciti-o.
0bser2ando8se o gr*(ico da Fig),59- nota8se 1,e o diodo .ermanece em
cond,'o at4 o instante em 1,e a tenso de entrada atinge o 2alor m*ximo @m*x
&essa (orma- a coloca'o do ca.acitor .ermite 1,e a tenso de sa3da- embora
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2ari*2el- .ermane'a sem.re .r7xima ao 2alor m*ximo @m*x- obtendo8se
e(eti2amente ,m a,mento no 2alor m4dio da tenso de sa3da
0 a,mento no 2alor m4dio da tenso no resistor de carga .ode ser obser2ado
com.arando8se os gr*(icos das tens e t indicados na Fig),
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Fi+,-6-
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b 8 meia onda- 6CCX @D6- $RLX H-A- 60#&PPX @-D6
c 8 onda com.leta- 6CCX H6- RLX H- 60#&PPX 6
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9)9) Diodo E%issor de L!KDiodo E%issor de L!K
0 diodo emissor de l,: 4 ,m ti.o es.ecial de ",n'o semicond,tora 1,e emite
l,: 1,ando diretamente .olari:ada A sigla LE& s,rgida do termo ingl5s i'=t
:mittin' ?iode 4 a denomina'o am.lamente ,tili:ada nas re(er5ncias a esse
com.onente
A (orma adotada .ara se re.resentar o LE& em diagramas de circ,ito 4 essa
mostrada na Fig),
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$m,nidade a 2ibra'
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rendimento l,minoso 7timo Esse 2alor 4 ti.icamente 2;%A.ara LE&s dis.on32eis
comercialmente
.2.2 &orrente ?ireta Jxima
A corrente direta m*xima- denotada .elo .armetro $FM- corres.onde ao 2alor
m*ximo da corrente de cond,'o 1,e .ode (l,ir atra24s do LE&- sem 1,e este
2enha a so(rer r,.t,ra estr,t,ral
.2.3 Tens*o ?ireta 6ominal
A tenso direta nominal- denotada .elo .armetro 6F 4 a es.eci(ica'o
(ornecida .elo (abricante .ara a 1,eda da tenso t3.ica atra24s do LE& 1,ando a
corrente de cond,'o atinge o 2alor nominal $F- como il,strado na Fig),
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I!
V!VCCR
=
onde
6cc X tenso de sa3da da (onte
6F X tenso nominal de cond,'o do LE& $F X corrente nominal de cond,'o do LE&
E4e%"o ,7 &eterminar a resist5ncia do resistor limitador .ara os seg,intes dados
abaixo 6CC X >H 6Y 6F X 6Y
$F X HmA
I!
V!VCCR
=
0,020210
R
= = 500R
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:):) Diodo ZenerDiodo Zener
0 diodo Zener 4 ,m ti.o es.ecial de diodo ,tili:ado como reg,lador de
tenso A s,a ca.acidade de reg,la'o de tenso 4 em.regada .rinci.almente nas
(ontes de alimenta'o- .ara obten'o de ,ma tenso de sa3da .raticamente
constante
A Fig),
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.1.2 Polaria)*o Gn-ersa
At4 ,m determinado 2alor da tenso in2ersamente a.licada- o diodo Zener
com.orta8se como ,m diodo com,m- o, se"a- o.erando no regime de blo1,eio
#este regime- circ,la atra24s do diodo ,ma .e1,ena corrente de (,ga- con(orme
il,strado no gr*(ico da Fig),@;
Fi+,-31 Re'iAes de cond!)*o e blo!eio na c!r-a caracter+stica do diodo Sener.
#a Fig),@;- o sinal negati2o associado ; corrente de (,ga o, de sat,ra'o U8
Gs Q indica 1,e- no regime de blo1,eio- a corrente (l,i no sentido in2erso atra24s do
diodo
A .artir de ,m determinado 2alor da tenso in2ersa a.licada ao diodo- ocorre
o e(eito de r!"t!ra- 1,e (a: com 1,e o diodo entre s,bitamente em cond,'o-
mesmo estando s,bmetido a ,ma .olari:a'o in2ersa- con(orme il,strado naFig),@, A .artir dessa condi'o- a corrente in2ersa a,menta ra.idamente e a 1,eda
de tenso atra24s do diodo se mant4m .raticamente constante
0 2alor @Z da tenso in2ersa a .artir da 1,al o diodo Zener entra no regime
de cond,'o 4 denominado de tens'o Zener
Fi+,-3- :feito de r!pt!ra em !m diodo Sener.
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< -alor @ da tens*o in-ersa !e coloca o diodo Sener em re'ime de
cond!)*o denominado de tens*o Sener.
En1,anto ho,2er corrente in2ersa (l,indo atra24s do diodo Zener- a tenso
entre os se,s terminais mant4m8se .raticamente (ixada no 2alor @Z
< f!ncionamento t+pico do diodo Sener com corrente in-ersa o !eestabelece !ma tens*o constante entre os se!s terminais.
im.ortante obser2ar 1,e 1,ando .olari:ado in2ersamente- 1,al1,er ",n'o
semicond,tora .ode so(rer o e(eito de r,.t,ra A di(eren'a (,ndamental entre ,m
diodo Zener e a1,ele a1,i denominado de diodo com,m o, con2encional- reside no
(ato de o diodo Zener ser (abricado com materiais semicond,tores condicionados a
resistir ao 2alor intenso da corrente in2ersa .resente no regime de r,.t,ra- ao .asso
1,e ,m diodo con2encional seria dani(icado .ermanentemente se s,bmetido ;smesmas condi'
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0 diodo Zener o.erando com ,ma tenso (ixa @: na regio de r,.t,ra- 4
.ercorrido .or ,ma alta corrente in2ersa- dissi.ando- .ortanto- .ot5ncia na (orma de
calor A .ot5ncia dissi.ada P: .ode ser obtida do .rod,to
(1)I"xV"#" =
onde G4 a corrente in2ersa de o.era'o de(inida na Fig),@,
Cada diodo Zener .ode o.erar at4 ,m 2alor m*ximo da .ot5ncia de dissi.a'o-
2alor este 1,e asseg,ra a o.era'o normal do com.onente Esse limite de .ot5ncia
4 (ornecido .elo (abricante no (olheto de es.eci(ica'
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Fi+,-32 imites de opera)*o do diodo Sener na c!r-a caracter+stica.
0 2alor m*ximo 4 calc,lado com o ,so da E).20- e o 2alor m3nimo 4 de(inido
como >H do 2alor m*ximoY o, se"a-()
10
I"%&xI"%'n =
.2.3 &oeficiente de Temperat!ra
0s diodos Zener so (abricados com materiais semicond,tores- 1,e so(rem
in(l,5ncia da tem.erat,ra Esta in(l,5ncia se trad,: em 2aria'
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A c,r2a caracter3stica da Fig),@< il,stra a de.end5ncia t4rmica da tenso
Zener .ara ,m com.onente com coe(iciente de tem.erat,ra .ositi2o
Fi+,-36 @aria)*o da c!r-a caracter+stica de !m diodo Sener com coeficiente de temperat!ra positi-o.
0s 2alores da tenso Zener constantes nos (olhetos t4cnicos so de(inidos
.ara ,ma tem.erat,ra de o.era'o de D[C.2.# Toler(ncia
A tolerncia do com.onente es.eci(ica a 2aria'o 1,e .ode existir entre o
6aor es"e$i1i$ado e o 2alor real da tenso in2ersa de o.era'o do diodo Zener
$sso signi(ica 1,e ,m diodo Zener de > 6 .ode ter ,ma tenso in2ersa real- .or
exem.lo- de >>-D 6
A tolerncia ",ntamente com os .armetros de o.era'o so es.eci(icados
.elos (abricantes .or ,m c7digo de identi(ica'o do com.onente- con(orme descritona Ta3ea 2
Ta3ea 2 Formas de es.eci(ica'o da tolerncia de diodos Zener a .artir dos
c7digos de identi(ica'o
A tolerncia de D do com.onente >#@@A es.eci(icado na Ta3ea 2B indica
1,e a tenso Zener .ode 2ariar no inter2alo >>-@6 @: >-6 J* o com.onente
>#@- de >H de tolerncia- teria ,ma tenso Zener sit,ada no inter2alo @-6 @:
D-6
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,;),;) Diodo Zener $o%o Reg!ador de Tens'oDiodo Zener $o%o Reg!ador de Tens'o
0 com.ortamento do diodo Zener na regio de r,.t,ra .ermite a montagem
de circ,itos reg,ladores de tenso- a .artir de (ontes 1,e (orne'am tens
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Por exem.lo- se a tenso reg,lada (or es.eci(icada com ,m 2alor de 6 o
circ,ito reg,lador de2e ,tili:ar ,m diodo Zener com @Z X 6 e ser alimentado com
,ma tenso de entrada de .elo menos -D6- como mostra a Fig),@
Fi+,-35 Cm poss+-el dia'rama de circ!ito para obten)*o de !ma sa+da re'!lada de "@.
Com base no diagrama de circ,ito mostrado na Fig),@9- a corrente atra24s do
resistor limitador 4 dada .ela soma
(1)I"IRI +=
0nde
$S X corrente atra24s do resistor RsY
$Z X corrente in2ersa no diodo ZenerY
$R X corrente de carga
Fi+,-3. &orrentes atra-s dos elementos do circ!ito da Fi+,-35.
Com o diodo Zener o.erando na regio de r,.t,ra- a corrente atra24s do
resistor limitador 4 tal 1,e a 1,eda de tenso se torna
(2)V"VenV =
0nde
@s X 1,eda de tenso no resistor limitador
@ent X tenso de entrada
Existem tr5s .ossibilidades de 2aria'o nas condi'
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6aria'
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t> 2alia G:Ut>Q- a,menta .ara ,m 2alor G:UtQ $sso (a: 1,e a tenso atra24s do diodo
a,mente do 2alor @:Ut>Q .ara o 2alor @:UtQ #o entanto- como a regio de r,.t,ra na
c,r2a caracter3stica 4 .raticamente 2ertical- a 2aria'o na tenso Zener 4 m,ito
.e1,ena- (a:endo 1,e a tenso na carga .ermane'a .raticamente constante
19.2: erccios de ,iodo 7ener e Regulador de Tenso a
7ener.
>Q I,al 4 o .rinci.al em.rego do diodo :ener
Q &e 1,e (ator de.ende o com.ortamento do diodo :ener
Q Por 1,e o diodo :ener no 4 ,sado com .olari:a'o direta
@Q Com se com.orta o diodo :ener com .olari:a'o in2ersa menor 1,e a tenso
:ener
DQ I,al 4 a di(eren'a (,ndamental entre o diodo con2encional e o diodo :ener
com res.eito a r,.t,ra
Q I,ais as caracter3sticas el4tricas im.ortantes do diodo :ener
Q 0 1,e 4 tenso :ener
Q I,al 4 a e1,a'o da .ot5ncia :ener
GQ Por 1,e a corrente :ener m*xima 4 im.ortante
>HQ Por 1,e o diodo :ener tem de.end5ncia t4rmica
>>Q 0 1,e signi(ica di:er 1,e o coe(iciente de tem.erat,ra de ,m diodo :ener 4 de
V>Dm6][C
>Q &etermine os 2alores de $Zm*x e $:m3n .ara cada ,m dos diodos :ener
listados abaixo
?enso :ener Pot5ncia :ener A 8 >H6 >\B 8 6 H-@\C 8 >6 >H\
>Q 9m diodo :ener de D-6 % >\ a.resenta o coe(iciente de tem.erat,ra de
>m6][C Ua D[CQ I,al 4 a tenso nominal do diodo a @D[C
A 1,esto >@ re(ere ao circ,ito colocado a seg,ir
95
RL
V
6i
RS
6Z 6RL
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>@Q I,al 4 a tenso sobre a carga U6RLQ e sobre RS U6RSQ- se a tenso de
entrada U6iQ e a tenso :ener (orem
?enso de entrada ?enso :ener ?enso na carga ?enso no RS
6i X G6 6Z X 6 6RL X 6RS X6i X D6 6Z X >D6 6RL X 6RS X6i X D6 6Z X 6 6RL X 6RS X
6i X >D6 6Z X >H6 6RL X 6RS X
>DQ Com base no circ,ito abaixo- determine a corrente solicitada
$RS X >H mA $RL X H mA $Z X$RS X $RL X H mA $Z X >G mA$RS X mA $RL X $Z X D mA
>Q &etermine 1,al o 2alor do resistor necess*rio- em cada item da 1,esto >D
.ara obter ,m 6RS de D6
>Q &etermine os 2alores solicitados com base no circ,ito 1,e seg,e
6Z X 6RL X 6RS X$RS X $RL X $Z X
>Q &etermine no2amente os 2alores do circ,ito da 1,esto anterior- com ,ma
tenso de entrada constante
6Z X 6RL X 6RS X$RS X $RL X $Z X
96
V
6i $RS $Z $RL
V
>H6
6
>\
RLXH
RS
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As 1,estG a D re(erem ao circ,ito colocado a seg,ir- 1,e tem ,ma
tenso de entrada constante
>GQ I,ais os 2alores de $Zm*x e $Zm3n do diodo :ener
HQ Considerando 1,e a tenso de entrada 4 constante em >D6- 1,al a 1,eda detenso no resistor RS
>Q I,e corrente circ,la em RS Se, 2alor ser* sem.re constante
Q Considerando a carga a",stada .ara >H- determine
aQ $RL bQ $Z
Q Se a carga do circ,ito (or modi(icada .ara >H- 1,e 2alores tero as correntes
$RS- $RL e $Z
@Q Se a carga (or a",stada .ara >HH- 1,e 2alores tero as correntes $RS- $RL e$Z
DQ #as sit,a'
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Q I,al 4 a 1,eda de tenso e a corrente no resistor de >HHna condi'o normal
de (,ncionamento do circ,ito
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,,),,) Pr=ti$as de Cir$!itos Co% Diodos)Pr=ti$as de Cir$!itos Co% Diodos)
11.1 #r(tica de /ericao do Funcionamento de
Reticao de eia nda e nda Comleta .0b"eti2os
8 &eterminar o rendimento de ,ma reti(ica'o de meia onda e onda com.leta
8 0bser2ar as (ormas de onda no circ,ito reti(icador de meia e onda com.leta
8 Pes1,isar de(eitos acom.anhando o (l,xograma de testes
E1,i.amentos
8 M,lt3metro anal7gico e digital
8 0scilosc7.io d,.lo tra'oMateriais #ecess*rios
R> 8 Resistor de DHf \
&>- &- &- &@% &iodo reti(icador >#@HH
?> % ?rans(ormador >H]H6 >V>6 % DHmA
> % &etermina'o do Rendimento da Reti(ica'o de Meia 0nda)
>> % Monte o circ,ito abaixo
OSERVA(O se o .rim*rio do trans(ormador (or a @ (ios- reali:ar a
liga'o corres.ondente do .rim*rio .ara a tenso dis.on32el da bancada- >6
> % Pre.are o .rim*rio do trans(ormador de acordo com a tenso dis.on32el na
bancada- U>6Q
> % Me'a e a",ste a tenso de sa3da do 2ariador de 2oltagem U2ari2olt Q .ara >>H 6
>@ % Conecte o .rim*rio do trans(ormador ao 2ari2olt UdesligadoQ e in(orme ao
.ro(essor .ara con(er5ncia
>D % Lig,e o 2ari2olt e mantenha a cha2e S> desligada
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>>H6
>6CA
>6CA
R>XDH
S>
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> % Me'a a tenso CC de sa3da ,sando o m,lt3metro
6CCQ 6
> % Me'a a tenso CA entre o terminal central do trans(ormador e ,m dos
extremos
6CAX 6> % &etermine o rendimento da reti(ica'o de meia onda
Rendimento XVC*
VCCX o,
>G % lig,e a cha2e S>
0 1,e acontece com a tenso de sa3da da (onte 1,ando S>4 ligada
>>H % Me'a a tenso de sa3da da (onte e determine o rendimento da reti(ica'o de
onda com.leta deri2a'o central
6CCX 6 U com S>ligadaQ
Rendimento XVC*
VCCX o,
>>>Q Conhecendo8se a tenso (ornecida .elo trans(ormador e a tenso de sa3da 4
.oss32el determinar se ,ma (onte (ornece onda com.leta o, meia onda Ucom.are
os itens >>H e >Q
>> Pode8se di:er 1,e com a cha2e S>aberta tem o mesmo e(eito do 1,e se ,m
diodo da (onte esti2esse aberto>> Mantenha a cha2e S> ligada
2 0bser2a'o das Formas de 0nda em ,m Circ,ito Reti(icador de Meia 0nda e
0nda Com.leta
> % Conecte o canal do oscilosc7.io entre o terminal central do trans(ormador
UterraQ e ,m dos extremos
% Sincroni:e .elo canal > e a",ste a base de tem.o de (orma a obter ciclos
com.letos da CA na tela % Conecte a entrada de sinal da .onta de .ro2a do canal sobre a carga
@ % Re.rod,:a no es.a'o abaixo as (ig,ras .ro"etadas .elo oscilosc7.io
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I,antos semiciclos .ositi2os da tenso so a.licados ; carga .ara cada ciclo
da CA (ornecida .elo trans(ormador
D % &esenhe no es.a'o abaixo como seria a (ig,ra mostrada na tela do
oscilosc7.io se os diodos (ossem in2ertidos
8 I,e in(l,5ncia esta in2erso teria sobreaQ o 2alor da tenso de sa3da
bQ a .olaridade da sa3da
% &eslig,e a cha2e S> &escre2a o 1,e acontece, com a tenso de sa3da e
desenhe as (ormas de onda
% &eslig,e o 2ari2olt
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% 6eri(ica'o