1. Resumo

A energia elétrica, hoje disponível em grande quantidade graças às extensas

redes de distribuição, apresenta-se sob a forma de Corrente Alternada Senoidal, em

geral de220V ou 110V (valores eficazes) e freqüência de 50 ou 60 Hz. Esta pode ser

utilizada diretamente para acionamento de motores, aquecimento resistivo e iluminação.

Outras aplicações requerem corrente contínua como, por exemplo, os processos

eletrolíticos industriais, o acionamento de motores de alto conjugado de partida

(utilizados em tração elétrica controles industriais), carregadores de bateria e a

alimentação de praticamente todos os circuitos eletrônicos. A obtenção de corrente

contínua, a partir da corrente alternada disponível, é indispensável nos equipamentos

eletrônicos. Estes, invariavelmente, possuem um ou mais circuitos chamados Fontes de

Alimentação ou Fontes de Tensão, destinados a fornecer as polarizações necessárias ao

funcionamento dos dispositivos eletrônicos. Aos circuitos ou sistemas destinados a

transformar corrente alternada em contínua damos o nome genérico de Conversores

C.A. - C.C. (ou em inglês, A.C. – D.C, alternate current – direct current). (FURLAN,

2004)

Para obtenção de corrente contínua em pequena escala, como na alimentação de

equipamentos eletrônicos, a conversão se faz por meio dos circuitos retificadores, que

em muitos casos começam a substituir os conversores eletromecânicos (motor-gerador)

até para elevadas potências, devido ao alto rendimento que apresentam. (FURLAN,

2004)

Os circuitos retificadores são constituídos basicamente por diodos, que são

componentes não lineares que permitem passagem de corrente quando ligados num

sentido e a impedem quando ligados no sentido contrário. Num circuito retificador de

onda completa a tensão e corrente alternadas são convertidas em contínuas de maneira

bem eficiente, pois fornece tensão pulsada na saída com o dobro da freqüência do sinal

de entrada, o que beneficia as condições de filtragem.

2. Objetivo

Analisar o comportamento de um retificador de onda completa,

analisando os componentes eletrônicos envolvidos.

Analisar o comportamento de um retificador de onda completa com

center tap, com um capacitor (filtro) ligado em paralelo ao resistor, analisando

os componentes eletrônicos envolvidos.

Analisar o comportamento de um retificador de onda completa em ponte,

analisando seus componentes eletrônicos;

Analisar o comportamento de um retificador de onda completa em ponte,

com um capacitor (filtro) ligado em paralelo ao resistor, analisando os

componentes eletrônicos envolvidos.

3. Materiais e Métodos

3.1. Materiais Utilizados

Sistema de treinamento em eletricidade e eletrônica, MINIPA M-1104A;

Osciloscópio digital MO-2100 (100MHz);

Multímetro digital.

3.2. Métodos

O procedimento experimental foi divido em cinco ensaios: no primeiro, montou-

se um circuito retificador de onda completa com center tap sem o capacitor; no

segundo, o circuito foi montado com o capacitor; no terceiro foram medidas, somente,

as tensões e freqüências dos diodos do ensaio dois; no quarto montou-se um circuito

retificador de onda completa em ponte sem o capacitor e, por último, no quarto ensaio

montou-se um circuito retificador de onda completa com o capacitor ligado em série

com o resistor.

No primeiro ensaio o circuito retificador de onda completa com center tap foi

montado no Sistema de treinamento em eletricidade e eletrônica, MINIPA M-1104ª,

contendo dois diodos 1N4007 e uma resistência de 100 Ohms, ligados por cabos de

conexão elétrica, conforme orientado pelo roteiro abaixo:

+

-

+

-

V1 D21N4007

D11N4007T1

10TO1CT

R1100k

Figura 1.1: Circuito 1

A ponta de prova do osciloscópio (CH1) foi conectada à carga do circuito

(resistor) para se obter as características (freqüência, tensão média e amplitude) e a

forma da onda; os valores de tensão média foram obtidos, também, através de um

multímetro digital.

C1220uFR1

100k

+

-

+

-

V1 D21N4007

D11N4007T1

10TO1CT

Para realizar o segundo ensaio, conectou-se um capacitor em paralelo com a

carga e as mesmas medições realizadas no ensaio 1 foram realizadas neste ensaio, com

o acréscimo do calculo da tensão de ondulação pico a pico, causada pelo capacitor. Este

ensaio foi realizado primeiramente com um capacitor de 220µF e depois com um

capacitor de 470µF. Ainda neste ensaio, a ponta de prova do osciloscópio foi mudada

da carga para um dos diodos do circuito, a fim de se obter o valor aproximado da queda

de tensão para os demais diodos.

Um terceiro ensaio foi feito para observar o comportamento da tensão nos

diodos, para isto a ponta de prova (CH1) foi colocada nos terminais de um dos diodos,

logo após para medir a tensão média, também foi utilizado o multímetro.

No quarto ensaio foi montado um circuito retificador de onda completa em ponte

no Sistema de treinamento em eletricidade e eletrônica, MINIPA M-1104ª, contendo

quatro diodos 1N4007 e uma resistência de 100 Ohms, ligados por cabos de conexão

elétrica, conforme orientado pelo roteiro abaixo:

D1BRIDGE

+

-

+

-

V1R1

100k

A ponta de prova do osciloscópio (CH1) foi conectada à carga do circuito

(resistor) para se obter as características (freqüência, tensão média e amplitude) e a

forma da onda; os valores de tensão média foram obtidos, também, através de um

multímetro digital.

Figura 1.2: Circuito 2

Figura 1.1: Circuito 1

Para realizar o quinto ensaio, conectou-se um capacitor em paralelo com a carga

e as mesmas medições realizadas no ensaio 4 foram realizadas neste ensaio, com o

acréscimo do calculo da tensão de ondulação pico a pico, causada pelo capacitor. Este

ensaio foi realizado primeiramente com um capacitor de 220µF e depois com um

capacitor de 470µF. Ainda neste ensaio, a ponta de prova do osciloscópio foi mudada

da carga para um dos diodos do circuito, a fim de se obter o valor aproximado da queda

de tensão para os demais diodos.

C1220uF

D1BRIDGE

+

-

+

-

V1R1

100k

4. Resultados e Discussão

Os valores obtidos no ensaio 1 estão relacionados de acordo com a tabela

abaixo:

Ensaio 1Características da Onda Osciloscópio Multímetro

Freqüência (Hz) 120 -Tensão de pico (V) 6,48 -Tensão média (V) 3,76 3,9

A onda plotada no osciloscópio tinha formato senoidal acima do eixo horizontal,

como na figura abaixo:

Observou-se que a freqüência de saída é o dobro da de entrada, já que sempre

haverá condução: no semi-ciclo positivo o diodo 1 estará diretamente polarizado,

conduzindo o sinal, enquanto o diodo 2 estará reversamente polarizado, não permitindo

Tabela 1.1: Ensaio 1

Figura 1.3: Onda senoidal 1

Figura 1.2: Circuito 2

a passagem de sinal; no semi-ciclo negativo ocorre o inverso do positivo, sendo assim

há condução em todo ciclo.

Para o ensaio 2 os valores obtidos foram os seguintes:

Ensaio 2 (220µF)Características da onda Osciloscópio Multímetro

Freqüência (Hz) Variando no tempo -Tensão de pico (V) 1,68 -Tensão média (V) 5,36 5,6

A onda plotada no osciloscópio tinha formato aproximadamente senoidal, já que

o fato do capacitor carregar e descarregar causa alterações em seu formato, para

carregar ele não demora muito, mas quando descarrega sua tensão é somada com a da

fonte o que causa certa distorção no gráfico da onda abaixo, e alteração da tensão

média:

O mesmo pode ser observado para o capacitor de 470µF, só que com diferentes

valores e uma distorção um pouco maior, os valores medidos para este capacitor foram:

Ensaio 2 (470µF)Características da onda Osciloscópio Multímetro

Freqüência (Hz) Variando no tempo -Tensão de pico (V) 1 -Tensão média (V) 5,44 5,7

No ensaio 3 os dados foram os seguintes:

Ensaio 3Características da onda Osciloscópio Multímetro

Freqüência (Hz) 60 -Tensão de pico (V) 14,65 -Tensão média (V) 4,8 5,7

Figura 1.4: Onda senoidal 2

Tabela 1.2: Ensaio 2

Tabela 1.3: Ensaio 2

Tabela 1.4: Ensaio 3

Os valores obtidos no ensaio 4 estão relacionados de acordo com a tabela abaixo:

Ensaio 4Características da Onda Osciloscópio Multímetro

Freqüência (Hz) 120 -Tensão de pico (V) 5,9 -Tensão média (V) 3,21 3,4

A onda plotada no osciloscópio tinha formato senoidal acima do eixo horizontal,

como na figura 1.3. Observou-se que a freqüência de saída é o dobro da de entrada, já

que sempre haverá condução: no semi-ciclo positivo dois dos diodos do circuito estarão

diretamente polarizados, conduzindo o sinal, enquanto os outros dois diodos do circuito

estarão reversamente polarizados, não permitindo a passagem de sinal; no semi-ciclo

negativo ocorre o inverso do positivo, sendo assim há condução em todo ciclo.

No ensaio 5 os valores obtidos estão relacionados na tabela abaixo:

Ensaio 5 (220µF)Características da onda Osciloscópio Multímetro

Freqüência (Hz) Variando no tempo -Tensão de pico (V) 1,43 -Tensão média (V) 4,72 4,9

Ensaio 5 (470µF)Características da onda Osciloscópio Multímetro

Freqüência (Hz) Variando no tempo -Tensão de pico (V) 0,807 -Tensão média (V) 4,76 5,1

A forma de onda visualizada no osciloscópio em ambos os casos é semelhante à

mostrada na figura 1.4. O fato do capacitor carregar e descarregar causa alterações:

quando ele descarrega, sua tensão é somada com a da fonte, o que causa certa distorção

no gráfico da onda e alteração da tensão média.

Tabela 1.5: Ensaio 4

Tabela 1.6: Ensaio 5

Tabela 1.7: Ensaio 5

Erros das Tensões Médias (V)

Ensaios Osciloscópio MultímetroErro (%)

1 3,76 3,9 3,722

(220µF) 5,36 5,6 4,482

(470µF) 5,44 5,7 4,783 4,8 5,7 18,754 3,21 3,4 5,92

5 4,72 4,9 3,81

A maior parte dos erros ocorre por causa das resistências de cada material no

circuito: dos cabos de conexão, dos diodos, do transformador. Estes podem ocorrer

também devido a certas imprecisões nos aparelhos; para calcular o erro foi utilizado

como valor teórico foi o do osciloscópio pois este apresenta uma precisão melhor que a

do multímetro.

4. Conclusão

O circuito retificador de onda completa com center tap é bastante eficiente para

converter um sinal de tensão alternada num de tensão continua, pois ele converte todo o

sinal, mantendo a amplitude e, dependendo da finalidade do sinal retificado, obtêm-se

um valor maior para a tensão média de saida. Observou-se que o sinal de saída tem o

dobro de freqüência do sinal de entrada, o que melhora as condições de filtragem do

sinal. O capacitor, ligado em paralelo com a carga, garante uma filtragem do sinal,

reduzindo a amplitude de oscilação da tensão retificada, o que é bastante interessante

para a aplicação em circuitos eletrônicos, ou seja, quanto menor o nível de oscilações

conseguidas com um filtro, melhor a aplicação dessa tensão continua num circuito que

utilize corrente continua. Por essas razões é conveniente afirmar que o uso do retificador

de onda completa, para o uso em sistemas eletrônicos, é mais vantajoso do que o uso do

retificador de meia onda, pois este corta metade do sinal (ceifador simples) além de

apresentar uma grande oscilação, se comparado com retificador de onda completa com

filtro.

6.Referências Bibliográficas

Tabela 1.8: Erros Percentuais

FURLAN, R. Retificadores. São Paulo, 2001. Disponível em:<

http://www.lsi.usp.br/~roseli/www/psi2307_2004-Teoria-1-Retif.pdf> Acesso em 27

mar 2011.

Universidade Federal do Tocantins

Curso de Engenharia Elétrica

Disciplina de Eletrônica

Prof. Msc. Kathy Senhorini

José de Arimatéia Alves Vieira Filho

Murillo Queiroz Moreira

Relatório da Aula Prática: Circuitos Retificadores de Onda Completa

Palmas – TO

2011