Retificador onda completa - DAELT

Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
Departamento Acadêmico de Eletrotécnica – DAELT
Engenharia Elétrica e/ou Controle e Automação
Disciplina: Laboratório de Eletrônica – ET74C
Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes
ROTEIRO OFICIAL 04
Circuito Retificador de Onda Completa
Visto_______________
Data da realização: ______/______/2017
Data da entrega: ______/______/2017
NOTA:
ASSIDUIDADE
ESTÉTICA
CONTEÚDO
COLETA DADOS
CONCLUSÃO
EXERCÍCIOS
TOTAL
1,0
1,0
2,5
3,0
1,5
1,0
Redação da introdução teórica realizada por:
Equipe:
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
CURITIBA 2017
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Departamento Acadêmico de Eletrotécnica – Engenharias
Eletrônica 1 – ET74C - Laboratório
Prof.ª Elisabete N Moraes
ROTEIRO 04–RETIFICAÇÃO MONOFÁSICA DE ONDA COMPLETA– parte 2
Objetivos:
Verificar o funcionamento da retificação de onda completa usando as montagens duplo de meia onda e ponte retificadora sem e
com a etapa da filtragem.
Pré requisitos:
Capítulo 19 e seções 2.7, 2.8, do livro: Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos – Boylestad;
Materiais:
1 transformador 127-220V/9+9V – 2A
1 Osciloscópio/pontas de prova
4 diodos 1N4007 (ou 1N5408)
1 Matriz de contatos
1 Resistor de 1kohm ou 2x2k2 em //(preferencialmente) P>1/2W
1 Multímetro
1 Capacitor eletrolítico 1000uF/63V
Pontas de prova banana-jacaré
1 Capacitor eletrolítico 10uF/63V ou 100uF/63V
Pontas de prova banana-banana
Fita isolante
Informação complementar:
• ACOPLAMENTO AC (AC coupling)Forma de acoplamento de sinal que bloqueia a componente DC (contínua de um
sinal) de modo que só sua parte alternada é observada na tela.
• ACOPLAMENTO DC (DC coupling)Trata-se de um modo de acoplamento que permite observar os sinais alternados
(AC) e contínuos (DC).
• GND: Ajuste do traço horizontal na posição de referência definida pelo operador.
A. QUADRO RESUMO DOS RETIFICADORS MONOFÁSICOS
Tabela 1:Quadro resumo dos valores notáveis de retificadores monofásicos.
ENM
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B. PREPARAÇÃO:
1)
2)
TEORIA: Consulte a tabela resumo anterior (Tabela 1) do roteiro para as fórmulas do cálculo das tensões
CUIDADOS
1º) O capacitor eletrolítico possui polaridade, portanto a conexão deve respeitar o sinal indicado no encapsulamento.
-
+
2º) Ao manusear o capacitor, lembre-se de descarregá-lo (Conecte-o em um resistor ou curto circuite seus terminais. )
3º) A tensão que acompanha a especificação do capacitor informa a máxima tensão que o dielétrico suporta. Observar esse
limite.
4º) O nível da tensão DC na carga é maior que na configuração ½ onda, assim a corrente na carga é maior,
consequentemente a potência dissipada no RL é maior, aquecendo-o. Ao manuseá-lo use um alicate.
5º) Mantenha o acoplamento do scope no modo DC.
6º) ESPECIAL CUIDADO NA MONTAGEM DO TAPE CENTRAL PARA QUE OS TERMINAIS DO TRANSFORMADOR NÃO
SEJAM ACIDENTALMENTE CURTO CIRCUITADOS NO PROTOBOARD!!
3)
RECONHECIMENTO DOS MATERIAIS/COMPONENTES
1º) Alimente o transformador em 127V127-220V/9+9V
e meça a tensão no secundário do transformador. Use o MD na escala AC.
V4-5=_________V
V6-5=_________V
V4-6=_________V
3
4
2
5
1
6
2º) Teste dos diodos e medida do(s) resistor(es):
a)Meça e anote o valor do(s) resistor(es): Rmed = ____________________ ____________________
b)Teste os diodos, na função teste de semicondutor:
D1
Pol Direta
ENM
Pol Reversa
D2
Pol Direta
D3
Pol Revers
3/9
Pol Direta
D4
Pol Revers
Pol Direta
Pol Revers
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4)
MONTAGEM E REALIZAÇÃO DOS EXPERIMENTOS
1º) RETIFICADOR DUPLO DE MEIA ONDA:
a)
b)
c)
d)
Monte o circuito da figura 1. RL é o resistor de carga de 1k (ou 2x2k2 em //).
Calcule o valor da tensão média da carga. VDC Vmax.0,636=_____________ e
Use o MD (multímetro digital) para realizar a medida da tensão na carga=_____________
Confronte com o valor médio medido (MD)= ________ com o calculado=__________. São próximos? ________. Se os
valores forem próximos continue a experiência, caso contrário, desligue o circuito e confira as ligações/instrumento.
2
4
D1
7
5
127V
1
RL
6
D2
CUIDADO ao usar o transformador
no protoboard: OBSERVAR QUE OS
TERMINAIS 4 e 6 fiquem em colunas
diferentes no protoboard. Caso sejam
conectados na mesma coluna 4 e 6
fecham um CURTO.
Figura 1: Circuito retificador duplo de meia onda.
e) Usando os dois canais do osciloscópio anote as formas de onda entre os seguintes pontos.
OBS: PARA CADA CONJUNTO DE MEDIDAS MANTENHA O TERMINAL GND DA PONTEIRA NO MESMO POTENCIAL.
O primeiro subscrito é a ponteira positiva
Medidas: 4-5 e 6-5
Medidas: 4-7 e 6-7
Medida: 7-5
ENM
Medidas: 4-5 e 7-5
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f) Utilize o quadro resumo da Tabela 1 para calcular as grandezas da Tabela 2.
4-5 (MD em AC)
4-7 (MD em AC)
VALORES EFICAZES CLACULADOS
6-5 (MD em AC)
6-7 (MD em AC)
7-5 (MD em AC)
4-5 (MD em DC)
4-7 (MD em DC)
VALORES MÉDIOS CALCULADOS
6-5 (MD em DC)
6-7 (MD em DC)
7-5 (MD em DC)
Tabela 2: Valores das tensões calculadas no circuito retificador duplo de meia onda
g) Usando o multímetro, meça e anote os mesmos níveis de tensão indicados no item e) anterior. Nesta etapa deve-se
observar a natureza da tensão ajustada no MD (DC = corrente contínua ou AC= corrente alternada conforme indica a tabela).
4-5 (MD em AC)
4-7 (MD em AC)
VALORES EFICAZES MEDIDOS
6-5 (MD em AC)
6-7 (MD em AC)
7-5 (MD em AC)
4-5 (MD em DC)
4-7 (MD em DC)
VALORES MÉDIOS MEDIDOS
6-5 (MD em DC)
6-7 (MD em DC)
7-5 (MD em DC)
Tabela 3: Valores das tensões medidas no circuito retificador duplo de meia onda.
Questão 1: Estabeleça um comparativo entre os valores medidos da Tabela 2 e da Tabela 3, relacionando o modo de
operação do MD, o respectivo significado físico e a corretude das medidas obtidas com o MD.
Questão 2: Calcule o valor da corrente e potência na carga.
h) Na sequência, o circuito anterior é mantido, sendo inserido o capacitor eletrolítico de menor capacitância conforme
indica a Figura 2.
Observar a polaridade do capacitor e após o uso, descarregá-lo.
Valor do capacitor: __________
2
4
D1
5
127V
1
RL
6
C
7
+
D2
Figura 2: Circuito retificador duplo de meia onda com a etapa de filtragem.
i)
ENM
Usando o osciloscópio, meça e esboce a tensão na carga (entre os pontos 7-5):
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j)
Meça a tensão média na carga usando o MD:
VRL=____________
k) Troque o capacitor pelo de maior valor e repita os passos i) e j) anteriores.
Valor do capacitor: __________
Tensão média na carga:
• MD
VRL com MD=_________
• SCOPE
VRL com SCOPE=_________
PROSSIGA COM A PRÓXIMA MONTAGEM APENAS SE HOUVER TEMPO
2º) RETIFICADOR EM PONTE:
a) Circuito a ser montado.
OBS: sugere-se que utilize os terminais de 9V do transformador. O outro terminal isole-o com fita isolante.
7
2
4
D1
5
D2
5
127V
1
RL
6
6
D4
D3
8
Figura 3: Circuito retificador em ponte.
b) Usando o MD meça as tensões entre os pontos indicados:
MEDIDOS
Pontos
VAC(V)
CLACULADOS
VDC(V)
5-6
7-8
Tabela 4: Tensões medidas para o circuito em ponte.
c) Calcule os valores solicitados pela Tabela 5. Inclua o memorial de cálculo.
Pontos
VDC(V)
VDC_CALCULADO(V)
IDC_CALCULADA(mA) PDC_CALCULADA(mW)
5-6
Tabela 5: Níveis DC calculados para o retificador em ponte.
ENM
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d) Com o osciloscópio, meça e anote a forma de onda nos pontos solicitados:
Entre 5-6
Vpp=________ (scope acoplamento AC)
Vpp=_________(scope acoplamento DC)
e) Houve diferença entre os valores medidos? Justifique.
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
Entre 7-8
Scope acoplamento DC
Vpico=________
Vmédio=________
f) Ainda usando o retificador em ponte, conecte o capacitor eletrolítico de menor e maior valor em paralelo com a carga,
observando a correta polaridade e descarga após o uso, conforme indica a Figura 4.
ATENÇÃO PARA
A CORRETA
POLARIDADE
DO CAPACITOR
7
2
4
D1
5
D2
5
127V
1
RL
6
6
C
D3
D4
8
Figura 4: Circuito retificador em ponte com o filtro capacitivo.
l)
Meça a tensão na carga, pontos 7-8 com o VOM em CA e em CC:
VAC=__________________
ENM
VDC=__________________
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g) Meça e esboce a forma de onda nos pontos 7-8 usando o osciloscópio para:
i) Capacitor de menor valor: C1=________
ii) capacitor de maior valor: C2=________
QUESTIONÁRIO a ser respondido considerando o roteiro da 1ª e 2ª parte sobre retificadores
monofásicos: Meia Onda, Duplo de Meia Onda e Ponte.
Questão 1: Estabeleça um comparativo entre os valores medidos da Tabela 2 e da Tabela 3, relacionando o modo de
operação do MD, o respectivo significado físico e a corretude das medidas obtidas com o MD.
Questão 2: Calcule o valor da corrente e potência na carga.
3. Qual é a relação entre a frequência da rede e na carga para as configurações dos circuitos retificadores
experimentadas. Faça um esboço do circuito das três configurações mostrando indicando o período da forma
de onda na fonte e na carga.
4. Quando o diodo semicondutor está conectado em uma corrente alternada senoidal, qual é o parâmetro de
especificação do diodo que deve ser observado na operação reversa? Justifique a sua resposta.
5. Os instrumentos de medidas elétricas são projetados para indicar qual(ais) valor(es) notável(veis)?
6. Quais são as características, ou parâmetros físicos que diferenciam uma corrente alternada de uma corrente
contínua?
7. Supondo um retificador monofásico com a etapa de filtragem em que é usado um capacitor de elevada
capacitância, o valor médio da tensão na carga pode ser aproximada por qual valor notável?
8. Usando um MD na escala de tensão para medir os valores de um retificador de meia onda, pede-se para
indicar qual deve ser a natureza da escala a ser ajustada no MD para que o mesmo meça corretamente as
seguintes condições:
a)Entre os terminais de maior tensão do transformador?____________________
b)Entre os terminais do lado da baixa tensão?_______________________
c)Entre o terminal de catodo do diodo e a referência?____________________
d)Sobre a carga.________________________________
9. Resolver os exercícios abaixo indicados do capítulo 2 do livro do Boylestad, 6ª ed.
Página 75: 22 e 25.
Página 76: 28.
Página 77: 31
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