Eletrônica de Potência – Lista de Exercícios Sobre Retificadores a

Eletrônica de Potência – Lista de Exercícios Sobre Retificadores a Diodos
LISTA DE EXERCÍCIOS II
OBS: A QUALIDADE E APRESENTAÇÂO SERÃO CONSIDERADOS –
DATA DE ENTREGA – 29/04/2016
1-) No circuito abaixo, determine:
a) A corrente média no diodo;
b) A tensão média na carga;
c) A tensão reversa máxima no diodo;
D
300Vca
+
Vout
R=10
_
Respostas: IDmed = 13,5A; VLmed = 135V; VRRM = 424,26V.
2-) Determine:
a) A corrente média na carga e nos diodos;
b) A tensão reversa máxima nos diodos;
c) A potência na carga;
D2
D1
220Vca
R
D3
10
D4
Respostas: ILmed = 19,8A; IDmed = 9,9A; VRRM = 311V; P = 4,84kW.
3-) Determine no circuito abaixo:
a) O ângulo de condução β;
b) A tensão média na carga;
c) A corrente média na carga;
d) A corrente eficaz na carga;
e) Potência dissipada na carga;
f) A potência dissipada no diodo (rT = 12mΩ e VTO = 0,9V);
D
380Vca
60Hz
R
50Ω
500mH
L
1
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Respostas:  = 270°; VLmed = 85,5V; ILmed = 1,71A; ILef = 2,26A; PL = 255,38W
4-) Seja o retificador:
D1
D2
v(w.t)
Io
D3
D4
Respostas: P = 0,636.Vp.Io; P = (VTO.Io+rT.Io2)/2 e VRRM = Vp.
a)
b)
c)
d)
Desenhar as formas de onda da tensão e corrente na fonte v(ω.t);
Desenhar a forma de onda da corrente em um diodo;
Desenhar a forma de onda da tensão na carga;
Determinar a expressão da potência entregue para a carga em função de Vp e
Io;
e) Determinar a expressão da potência dissipada em um diodo em função de Io;
f) Determinar a tensão reversa máxima nos diodos em função de Vp.
5-) Seja o retificador:
D1
v(w.t)
N1
D2
N2
D3
Io
D4
Respostas: η = 0,557 e S = 555,34VA.
Onde: v(ω.t) = 282.sen(ω.t); Io = 5A.
a) Determine a relação de transformação necessária para que a potência média na
carga seja 500W;
b) Determine a potência aparente no primário do transformador;
c) Desenhe as formas de onda da corrente no transformador.
6-) Considere o retificador:
2
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D1
v(w.t)
D2
N2
N1
Io
D3
D4
Respostas: VRRM = 1,885kV; IDmed = 2,5A; IDef = 3,535A; η = 6,06; S = 6,665kVA.
Onde: Vo primário = 220V; Po (secundário) = 6kW; Io = 5A.
a) Determine a tensão inversa de pico, corrente média e corrente eficaz do diodo;
b) Determine a relação de transformação e potência aparente do trafo;
7-) Seja o retificador:
D1
D2
D3
D4
220Vca
60Hz
2R
100V
Respostas: VLmed = 0,2084.E+0,8525.Vo; IDmed = 27,1A; IDef = 47,564A e
VRRM = 311V.
a) Determinar a expressão da tensão média na saída do retificador (sobre o
resistor e a fonte);
b) Determinar a corrente média e eficaz em um diodo;
c) Determinar a tensão de pico inversa sobre um diodo.
8-) Determine:
a) A tensão e a corrente média na carga;
b) A corrente média nos diodos;
c) A tensão reversa máxima nos diodos;
d) A potência na carga;
V1(w.t)
D1
V2(w.t)
D2
V3(w.t)
D3
10R
V1(w.t) = 311.sen(w.t)
V2(w.t) = 311.sen(w.t - 120°)
V3(w.t) = 311.sen(w.t - 240°)
Respostas: VLmed = 257,4V; ILmed = 25,74A; IDmed = 8,58A; VRRM = 539V;
P = 6,841kW.
9-) Determine:
3
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a)
b)
c)
d)
A tensão média na saída;
A corrente média e eficaz na saída;
A corrente média e eficaz em um diodo;
A potência ativa absorvida pela carga.
V1(w.t)
D1
V2(w.t)
D2
V3(w.t)
D3
V1(w.t) = 311.sen(w.t)
15R
300mH
V2(w.t) = 311.sen(w.t - 120°)
V3(w.t) = 311.sen(w.t - 240°)
f=60Hz
Respostas: VLmed = 257,4V; ILmed = 17,16A; ILef = 17,16A; IDef = 9,907A;
IDmed = 5,72A e P = 4,417kW.
10-) Seja o retificador:
a) Apresente a forma de onda da tensão na carga;
b) Apresente a forma de onda da tensão e corrente em um diodo;
c) Deduza a expressão da tensão média na carga;
d) Calcule a potência aparente fornecida pela fonte V1.
V1(w.t)
D1
V2(w.t)
D2
V1(w.t) = 311.sen(w.t)
V3(w.t)
D3
V2(w.t) = 311.sen(w.t - 120°)
V3(w.t) = 311.sen(w.t - 240°)
Io=10A
Respostas: VLmed = 1,17.Vo e S1 = 1,269kVA.
11-) Considere o circuito abaixo:
a) Deduza as expressões da tensão inversa de pico, corrente média e eficaz de um
diodo;
b) Apresenta as formas de onda da tensão na carga e da tensão sobre o diodo D1;
c) Deduza a expressão da tensão média na carga;
+ Vp1 -
D1
+
Vs1
_
D2
D3
ILmed
Respostas: VRRM = 2,45.Vo; IDmed = ILmed/3; IDef = ILmed/1,732; VLmed = 1,17.VS1
12-) Determine no circuito abaixo:
4
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a)
b)
c)
d)
A tensão e a corrente média na carga;
A corrente média e eficaz em um diodo;
A tensão reversa de pico sobre os diodos;
A potência absorvida pela carga.
D1
V1(w.t)
D2
D3
V2(w.t)
25R
V3(w.t)
D4
V1(w.t) = 311.sen(w.t)
V2(w.t) = 311.sen(w.t - 120°)
V3(w.t) = 311.sen(w.t - 240°)
D5
D6
Respostas: VLmed = 514,8V; ILemd = 20,592A; IDmed = 6,864A; IDef = 11,888A;
VRRM = 539V P = 10,6kW.
13-) Considere o circuito abaixo:
a) Apresente a dedução das expressões da tensão inversa de pico e das correntes
média e eficaz em um diodo;
b) Apresente a dedução da expressão do fator de potência do conversor;
c) Considere um retificador trifásico de onda completa alimentado a partir da
rede comercial de 220Vca (fase-neutro), que entrega a uma carga resistiva
uma potência de 1500W. Especifique a corrente média e a tensão de pico
inversa dos diodos a serem empregados.
D1
V1(w.t)
D2
D3
V2(w.t)
Io
V3(w.t)
D4
D5
D6
Respostas: VRRM = 2,45.Vo; IDmed = Io/3; IDef = Io/1,732; FP = 0,955; IDmed = 0,971A
e VRRM = 539V.
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