Lista de Exercícios 03

ELETRÔNICA I – 2312A – PROF. ALCEU FERREIRA ALVES
3ª LISTA DE EXERCÍCIOS – CIRCUITOS COM DIODOS – 15/09/2008
* Para resolução da lista, considerar diodos ideais e tensão de rede 115V, exceto quando especificado contrário.
1) Uma tensão de linha típica é senoidal e tem tensão eficaz de 115V+/-10%. Calcule o valor de pico
para tensão de linha alta e baixa.
2) O transformador da figura 01a tem uma tensão de secundário de 30V ca. Qual é a tensão de pico
através da resistência de carga? Qual o valor da tensão cc? Qual o valor da corrente na carga?
500 Ω
300 Ω
(b)
(a)
FIGURA 01
3) Supondo uma tensão de secundário de 115V ca na figura 01a, qual(is) do(s) diodo(s) abaixo
poderá ser usado, a partir de suas especificações de corrente direta?
a. 1N914
IF=50mA
b. 1N3070
IF=100mA
c. 1N4002
IF=1A
d. 1N1183
IF=35A
4) Supondo uma tensão de secundário de 60V ca na figura 01a, qual a PIV através do diodo? Qual(is)
do(s) diodo(s) abaixo poderá ser usado, a partir de suas especificações de tensão de ruptura?
a. 1N914
VBR=20V
b. 1N1183
VBR=50V
c. 1N4002
VBR=100V
d. 1N3070
VBR=175V
5) Na figura 01b, a tensão em cada metade do secundário é 40V ca. Qual a tensão de pico na carga?
Qual a tensão cc na carga? Qual a corrente de carga cc?
6) Na figura 01b, a tensão em cada metade do secundário é 30V ca. Qual(is) diodo(s), entre os dados
nos problemas 3 e 4 poderia(m) ser usado(s), considerando-se suas características de IF e PIV?
7) Na figura 01b, a tensão em cada metade do secundário é 20V ca. Qual a corrente de carga cc?
Qual a PIV nos diodos? Qual a corrente média retificada que passa através de cada diodo?
8) Na figura 02, a tensão de secundário é 30V ca. Qual a tensão de carga cc? Qual a corrente de carga
cc? Qual a PIV através de cada diodo?
9) Na figura 02, a tensão de secundário é 60V ca. Qual a corrente de carga cc? Qual a corrente cc
através de cada diodo? Qual a PIV através de cada diodo?
10) Na figura 03, a tensão de secundário é 40V ca. Quais são as tensões de carga cc? Quais as
correntes de carga cc? Qual a corrente cc através de cada diodo? Qual a PIV através de cada
diodo?
400 Ω
FIGURA 02
50 Ω
150Ω
FIGURA 03
11) Os diodos da figura 03 têm uma especificação de IF igual a 150mA e uma especificação de PIV
igual a 75V. Estes diodos são adequados para uma tensão total de secundário de 40V ca?
12) Se os diodos da figura 03 têm uma especificação de IF igual a 0,5A e uma especificação de PIV
igual a 50V, eles são adequados para uma tensão total de secundário de 60V ca?
13) Um retificador em ponte com filtro capacitivo tem uma tensão de pico de saída de 25V. Sendo a
resistência de carga igual a 220Ω, e a capacitância de 500µF, qual a ondulação de pico a pico?
14) A tensão de secundário é de 21,2V ca na figura 04. Qual a tensão de carga cc se C=220µF? Qual a
ondulação de pico-a-pico? Quais as especificações mínimas de IF e PIV para os diodos?
+
400 Ω
C
FIGURA 04
15) A figura 05 apresenta uma fonte de alimentação dividida. Devido à derivação central aterrada, as
tensões de saída são iguais e com polaridades opostas. Quais as tensões cc de saída para uma
tensão de secundário de 17,7 Vca (cada metade) e C=500µF? Qual a ondulação de pico-a-pico?
Quais as especificações mínimas de IF e PIV para os diodos?
+
200 Ω
C
C
200 Ω
+
FIGURA 05
16) Um resistor de surto de 4,7Ω é acrescentado ao circuito da figura 04. Se a tensão de secundário for
25V ca, qual o máximo valor possível da corrente de surto?
17) Dado um resistor de surto de 3,3Ω entre o enrolamento do secundário e a ponte da figura 05, qual
a maior corrente de surto possível se a tensão do secundário for de 25V ca?
18) Na figura 06a, qual a tensão de carga ideal? Qual a PIV através de cada diodo?
19) Na figura 06b, qual a tensão de carga ideal? Qual a PIV através de cada diodo?
0,1µF
20µF
RL
0,1µF
1:4
20µF
RL
0,1µF
(b)
(a)
FIGURA 06
20) Na figura 07, qual a tensão de carga ideal? Qual a PIV através de cada diodo? Qual a tensão
através de cada capacitor?
21) Na figura 08a, a tensão de secundário é 900V ca. Qual a tensão de carga cc ideal? Qual a corrente
de carga cc ideal? Pelo fato dos dois capacitores estarem em série, a capacitância efetiva do filtro é
de 1µF. Calcule a ondulação de pico-a-pico.
22) Uma onda senoidal com um pico de 50V é aplicada ao circuito que aparece na figura 08b. Esboce
a forma de onda de saída.
15nF
15nF
1 : 2
15nF
15nF
RL
FIGURA 07
Vsaída
Ventr
2µF
1kΩ
100kΩ
2µ F
(a)
(b)
FIGURA 08
23) O amperímetro da figura 09a tem uma resistência do medidor de 2kΩ e uma corrente de fundo de
escala de 350µA. Qual a tensão através desse amperímetro quando ele indicar fundo de escala?
Para que você acha que servem os diodos ligados como aparecem na figura 09a, em derivação
(shunted) ? Imagine se o amperímetro estivesse ligado em série com um circuito com uma
resistência Thevenin de 1kΩ , qual seria a função dos diodos.
RM=2kΩ
470µF
Vsaída
A
330Ω
IFS=350µA
(b)
(a)
FIGURA 09
24) A figura 09b mostra uma fonte alimentação às vezes usada em produtos de baixo custo. Qual a
ondulação de pico-a-pico? Qual a tensão de carga cc? Qual a principal vantagem você acha que o
circuito apresenta? E a principal desvantagem?
25) Você mede 24V ca através do secundário do circuito da figura 04. Em seguida você mede 21,6V
cc através do resistor de carga. Quais seriam os possíveis problemas?
26) A tensão cc na carga do circuito da figura 04 tem um valor um pouco mais baixo do que deveria.
Observando no oscilocópio, você vê uma ondulação com freqüência de 60Hz. Quais os possíveis
problemas que o circuito estaria apresentando?
27) Projete um retificador em ponte com filtro capacitivo e transformador de entrada. A tensão de
carga cc deve ser 15V com ripple máximo de 1V, considerando-se uma resistência de carga de
680Ω . Supondo linha de 115V, 60Hz, qual deve ser a tensão rms do enrolamento secundário do
transformador? Qual o valor do capacitor de filtro? Quais as especificações IF e PIV dos diodos?
28) Projete um retificador de onda completa usando transformador com tap central e tensão de
secundário 48V ca (24V cada metade). O ripple de saída deve ser no máximo 10% da tensão cc de
carga, para uma carga de 330Ω. Especifique também tensão e corrente dos diodos.
29) A fonte de alimentação dividida da figura 05 tem uma tensão de secundário total de 50V ca.
Escolha os capacitores de filtro, utilizando a regra dos 10 por cento de Vcc para a ondulação.
30) Projete uma fonte de alimentação com as seguintes especificações:
Tensão de secundário: 12,6V ca
Saída V1 com 17,8V cc em 120mA
Saída V2 com 35,6V cc em 75mA
∆V=10%Vp
Desenhe o esquema e especifique o capacitor e os diodos.
Respostas
1) 178.9V; 146.37V - 2) 42.43V; 13.5V; 27mA - 3) (c) e (d) - 4) (c) e (d) - 5) 56.57V ; 36.01V;
120mA - 6) 1N3070 e 1N4002 - 7) 60mA; 56.57mA; 30mA - 8) 27V; 67.5mA; 42.43V - 9) 135mA;
67.5mA; 84.85V - 10)27V; -9V; 180mA (ambas); 90mA (cada diodo); 56.57V - 11) sim - 12) não 13)1.825V - 14) 28.63V; 2.712V; 35.78mA; 30V - 15) ±24V; 2V; 60mA; 50V - 16) 7.52A - 17)
10.71A - 18) 325.27V; 325.27V - 19) 1951.6V; 1301.1V
20) 1301.1V ; 650.54V; C1=325.27V; outros=650.54V - 21) 2545.6V; 25.46mA; 203.65V
22) gráfico - 23) 0.7V; limitadores de corrente - 24) 16.59V; 154.34V; simplicidade, baixo custo; não
ajusta a tensão na saída - 25) valor cc medido é igual ao valor cc sem filtro: capacitor pequeno ou
aberto - 26) dois diodos abertos - 27) 10.96V; 184µF; 11.03mA; 15.5V
28) C=252.5µF; IF=49mA; PIV=67.9V; Vcc=32.33V; ∆V=3.23V
29) C=416.67µF; IF=84.2mA; PIV=70.71V; Vcc=33.7V; ∆V=3.37V
30) dois retif. 1/2 onda: D1=75mA/71.3V; D2=120mA/35.64V; C1=350.75µF; C2=1122.4 µF
Prof. Alceu Ferreira Alves
15/09/2008