SUMÁRIO

1. RESUMO...................................................................................................................... 4

2. INTRODUÇÃO TEÓRICA........................................................................................ 4

3. OBJETIVOS.................................................................................................................. 7

4. MATERIAIS E MÉTODOS......................................................................................... 7

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES................................................................................ 7

6. CONCLUSÕES........................................................................................................... 15

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................... 15

1. RESUMO

O relatório apresenta um estudo do funcionamento de um retificador de meia onda. A

princípio há uma definição sucinta sobre retificadores, que engloba definições, características,

aplicações e análises. Depois, ainda na introdução, entra-se no tema de retificador de meia onda

explicando algumas características e gráficos de sinal. No desenvolvimento é utilizado dados,

resultados e hipóteses coletados de simulações laboratoriais e de software (Multisim) onde tudo

é comparado com a finalidade de descrever semelhanças e diferenças de um retificador de meia

onda teórico(“ideal”) e um retificador de meia onda real. Ainda, foi implementado nos circuitos

capacitores, funcionando como filtros, e explicado como os valores de capacitância alteram a

onda de saída do circuito.

2. INTRODUÇÃO TEÓRICA

Circuito retificador é um circuito que converte a corrente alternada em corrente

continua. A principal aplicação de um circuito retificador é na construção de uma fonte de

alimentação, a Figura.1 mostra o Diagrama de Blocos. No Diagrama de Blocos existem 4

estágios para a formação de uma fonte de alimentação CC.

A primeira parte mostra um transformador de potência. Formado de um enrolamento

primário(N1, números de espiras), um enrolamento secundário(N2, número de espiras) e de um

núcleo de ferro, que engloba magneticamente os dois enrolamentos. O transformador isola

eletricamente a fonte de alimentação do circuito de potência e modifica a amplitude da onda

senoidal de entrada de acordo com a relaçãoN1:N2. (O formato da onda de saída está na

Figura.1.)

Na segunda parte do Diagrama existe o diodo retificador. O diodo retificador realiza a

conversão de uma tensão CA em CC, ou seja, converte um sinal de entrada senoidal em um

sinal de saída unipolar pulsante. (O formato da onda de saída está na Figura.1.)

Em seguida, no Diagrama de Blocos, é posto um filtro. Um filtro é uma estrutura

construída com capacitores. Na onda de tensão CC com natureza pulsante um filtro reduz essa

natureza. O valor da capacitância (C) influência na redução da natureza pulsante da onda,

quanto maior C maior será essa redução. (O formato da onda de saída está na Figura.1.)

E por fim existe um regulador de tensão. Pode ser montado com um diodo Zener, em

paralelo com o circuito, ou com um circuito integrado(CI). Um regulador reduz a oscilação e

estabiliza a onda de saída.

Figura.1 : Diagrama de Blocos de Fonte de Alimentação

Os dois principais circuitos retificadores são: o retificador de meia onda (Figura.2) e o

retificador de onda completa(Figura.3 e Figura.4). Nesse relatório o foco é o estudo do

retificador de meia onda.

Figura.2 : Circuito Retificador de Meia Onda

Figura.3 : Circuito Retificador de Onda Completa com Derivação Central

Figura.4 : Circuito Retificador de Onda Completa em Ponte

O retificador de meia onda utiliza apenas metade do semiciclo da senóide de entrada,

como pode ser visto no esquema da Figura.5. O funcionamento do circuito do retificador de

meia onda está descrito na Figura.2, onde existe a condução de corrente em apenas um sentido.

Quando ocorre a polarização direta do diodo, este se comporta como uma chave fechada. Já

quando ocorre a polarização reversa do diodo o circuito “fica aberto”.

Figura.5 : Polarização de um Retificador de Meia Onda

A Figura.6 mostra dados importantes que podem ser encontrados ou calculados apenas

com o formato de ondas retiradas de partes do circuito retificador de meia onda. No qual temos

que,

- VP é a tensão de pico;

- PIV é a tensão de pico inversa;

- Vef é a tensão eficaz;

- Vmed é a tensão média;

- IP é a corrente de pico;

- RL é a carga (Figura.2);

- Imed é a corrente média.

Figura.6 : Tensão de Entrada, Tensão de Saída, Corrente no Diodo

3. OBJETIVOS

Os objetivos da prática consistem em verificar os princípios de retificação para meia

onda, e verificar os princípios da utilização de filtros capacitivos em retificação de meia onda.

4. MATERIAS E MÉTODOS UTILIZADOS

4.1. Materiais Utilizados:

01 resistor de 3,3kΩ;

01 multímetro digital;

01 diodo 1N4148;

01 capacitor eletrolítico, C1 = 4,7 μF;

01 capacitor eletrolítico, C1 = 10 μF;

01 capacitor eletrolítico, C1 = 47 μF;

01 capacitor eletrolítico, C1 = 100 μF;

01 gerador de funções;

01 osciloscópio;

Pontas de Prova para os instrumentos de medição;

Software Multisim.

4.2. Métodos Utilizados:

O procedimento experimental é divido em duas partes:

1) Teste do diodo, com valor medido de VD = 0,6 V.

2) Retificador de Meia Onda: Foi montado o circuito retificador de meia onda e esboçado

a forma de onda de entrada no diodo e na carga, indicando tensões de pico e período.

Procedimento foi repetido acrescentando um filtro no circuito, capacitores de diversos

valores.

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES

OBS.: tensão da fonte Vp é de 5V.

Após realizar os teste para mensurar a tensão no diodo. Começaram as simulações

laboratoriais e em software.

Figura.7 : Circuito I

Após a montagem, a análise e os esboços das formas de ondas de entrada, no diodo, e

na carga, foram realizadas respectivamente testes e cálculos.

Figura.8 : Esboço da onda de entrada

Figura.9 : Esboço da onda no diodo

Figura.10 : Esboço da onda na carga

Uma melhor visualização destes esboços é vista na simulação do Multisim, como

mostram as figuras abaixo.

Figura.11 : Onda de entrada

Figura.12 : Onda na carga

Observamos que a tensão de pico entre a de entrada e na carga tem uma diferença de

0,58 V, devido a queda de tensão no diodo 1N4841, e o valor medido no multímetro para o

diodo utilizado em laboratório foi de 0,60 V, um valor bem próximo.

O próximo passo foi a montagem do Cicuito II, variando entre os quatro capacitores de

4,7 μF, 10 μF, 47 μF e 100μF.

Figura.13 : Circuito II (com capacitor de 4,7μF)

Figura.14 : Esboço da onda na carga com capacitor de 4,7μF

Figura.15 : Esboço da onda na carga com capacitor de 10μF

Figura16 : Esboço da onda na carga com capacitor de 47μF

Figura.17 : Esboço da onda na carga com capacitor de 100μF

Uma melhor visualização destes esboços é vista na simulação do Multisim, como

mostram as figuras abaixo.

Figura.18 : Onda na carga(azul) com capacitor de 4,7μF

Figura.19 : Onda na carga(azul) com capacitor de 10μF

Figura.20 : Onda na carga(azul) com capacitor de 47μF

Figura.21 : Onda na carga(azul) com capacitor de 100μF

Ao aumentar a capacitância no circuito o formato da onda de saída tende a estabilizar, a

característica pulsante da onda de saída diminui, como visto nas Figuras. Isto ocorre devido a

característica capacitiva que acumula carga e depois a libera.

Em seguida foram calculadas, teoricamente, as tensões medidas. Com os cálculos

observa-se que os valores medidos e os valores calculados aproximam-se indicando que a

prática corresponde com a teoria.

Sem C Com C1 Com C2 Com C3 Com C4

Exp Teór Exp. Teór Exp Teór Exp. Teór Exp Teór

Vp (V) 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,2 4,4 4.1 4,4

Vmin (V) -0,2 0 1,8 1,8 2,6 2,6 3,4 3,4 3,4 3,4

Vcc

oscilosc. (V) 1,25 1.39 3.1 3.19 3.5 3.9 3.8 4.7 3.7 4.7

Vcc

multímetro (V) 1,28 1.39 3,07 3.19 3,42 3.9 3,78 4.7 3,65 4.7

Vr (ripple) (V) 0 0 2,6 4.7 1,8 2.22 0,8 0.47 0,6 0,22 Tabela.1 : Valores medidos e calculados

Fórmulas utilizadas para completar a tabela,

V do capacitor:

V = q/C

f usado:

f = 60Hz

Vd usado:

Vd = 0.6V

Vcc, quando existir Vr, experimentalmente, é calculado:

Vcc = (Vp + Vmin)/2

Vcc, teórico, é calculado:

Vcc = 0.318Vp (+ Vmin)

Vr pode ser calculado pela fórmula:

Vr = Vp / fCR

6. CONCLUSÃO

Todo o procedimento experimental foi realizado por completo, portanto foram

desevolvidos dois circuitos elétricos em protoboard e na plataforma de simulação multisim,

também, realizada análises, esboços, cálculos e discussões entre o contexto teórico e

experimental.

O experimento contribuiu para o aprendizado do funcionamento de um retificador de

meia onda e da utilização de um capacitor como um filtro, analisando suas diversas formas

(valores diferentes de capacitância) de ondas de carga e descarga.

A primeira parte do experimento resultou em análises das formas de ondas de entrada,

sobre e saída no diodo, uma parte mais conceitual em que o grupo compreendeu e entendeu os

resultados obtidos.

A segunda parte do experimento resultou em uma análise mais profunda entre o conceito

teórico e prático da utilização de capacitores, os devidos valores obtidos pelo osciloscópio e/ou

multímetro foram comprovados pelos cálculos teóricos, que foram bem próximos ou até o

mesmo valor.

7. BIBLIOGRAFIA

DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS E TEORIA DE CIRCUITOS, ed. 3 - ROBERT L.

BOYLESTAD e LOUIS NASHELSKY - Pearson, 2009.

MICROELETRÔNICA, ed. 5 - SEDRA E SMITH - Pearson, 2012.

RETIFICADORES.PDF - AUTOR DESCONHECIDO - UFMG