GUIA 10-Transformação de corrente alternada em contínua
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GUIA DE EXPERIMENTO-10 TRANSFORMAÇÃO DE CORRENTE ALTERNADA EM CONTÍNUA OBJETIVO Uma grande variedade de equipamentos eletrônicos necessita de corrente contínua para funcionar. As fontes de alimentação possuem o objetivo de converter a corrente de alternada em contínua e alterar o valor dessa conforme o que o aparelho necessita. Tanto microcomputadores, televisores e cercas elétricas possuem uma etapa denominada fonte de alimentação. Essa etapa do circuito destes equipamentos possui invariavelmente uma parte responsável pela retificação da corrente elétrica. A primeira parte desta seção tem o objetivo de que possamos diferenciar as características de dois tipos de retificadores, de meia-onda e de onda completa. Na segunda parte investigaremos o que ocorre ao inserirmos um capacitor na saída de um circuito retificador. Com o objetivo de nos aproximar do tema propomos algumas questões iniciais que deverão ser respondidas por seu grupo de trabalho utilizando a bibliografia citada. PRIMEIRA PARTE: RETIFICAÇÃO DE MEIA-ONDA E DE ONDA COMPLETA PROBLEMATIZAÇÃO Explique o que significa retificar a corrente elétrica. Qual é a diferença entre um retificador de meia-onda e um retificador de onda completa? MATERIAL UTILIZADO TRANSFORMADOR 220 V/ 6V FIO CABINHO 2 LEDs PROTO- BOARD RÉGUA 5 DIODOS FITA ADESIVA FIGURA 1 RESISTORES FIGURA 1 FIGURA 1 MATERIAL UTILIZADO ORGANIZAÇÃO DO CONHECIMENTO REALIZAÇÃO DO EXPERIMENTO 1) Monte o circuito da Figura 2. Considere o proto-board dividido em duas partes. Na parte de cima do proto-board há um circuito com três componentes associados em série e alimentados por uma tensão elétrica alternada de 6 V fornecida pelo transformador. Esse circuito é chamado de retificador de meiaonda. Na parte de baixo, alimentado pela mesma fonte citada acima, encontra-se um circuito constituído por uma ponte de diodos, um resistor e um LED. Este circuito é denominado de retificador de onda completa. CIRCUITO RETIFICADOR DE MEIA ONDA CIRCUITO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA FIGURA 2 CIRCUITOS RETIFICADORES MONTADOS SOBRE UM PROTO-BOARD Observe na Figura 3 uma região ampliada da Figura 2 e na Figura 4 o diagrama esquemático do circuito da Figura 2. FIGURA 3 ZOOM MOSTRANDO O CIRCUITO DA FIGURA 2 D R LED T CIRCUITO RETIFICADOR DE MEIA- ONDA D1 D2 R CIRCUITO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA LED D3 D4 FIGURA 4 DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DO CIRCUITO DA FIGURA 2 2) Os resistores que estão em série com os LEDs possuem a função de limitar a corrente elétrica que passa por esses componentes. Lembre-se que os LEDs não podem ser inseridos de qualquer maneira no proto-board, por isto identifique seus terminais antes de montar o circuito. 3) Observe as Figuras 2 e 3 e preste atenção no brilho dos LEDs. Um está conectado a um circuito retificador de meia-onda e outro está conectado a um circuito retificador de onda completa. Uma maneira de diferenciar a retificação de meia –onda da retificação de onda completa é conectando os LEDS acima no proto-board por meio de fios longos de aproximadamente 60 cm e prendendo-os em uma régua com fita adesiva como mostra a figura abaixo. FIGURA 5 2 LEDS PRESOS COM FITA ADESIVA EM UMA RÉGUA Ao movimentarmos os LEDs com rapidez, de um lado para o outro, podemos observar nitidamente que cada um pisca com uma freqüência diferente. Qual é a freqüência com que cada LED pisca? APLICAÇÃO DO CONHECIMENTO Insira um buzzer no lugar dos LEDs e ouça o som emitido nas duas situações. FIGURA 6 INSERÇÃO DO BUZZER NA SAÍDA DO CIRCUITO RETIFICADOR DE MEIA-ONDA FIGURA 7 INSERÇÃO DO BUZZER NA SAÍDA DO CIRCUITO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA FIGURA 8 REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DOS CIRCUITOS DAS FIGURAS 6 E 7 SEGUNDA PARTE: CONTÍNUA OBTENÇÃO DE UMA CORRENTE MAIS PROBLEMATIZAÇÃO Supondo que os dois LEDs do circuito da Figura 2 sejam substituídos por buzzers, o que ocorre com o funcionamento de cada circuito se inserirmos um capacitor em sua saída? MATERIAL UTILIZADO TRANSFORMADOR 220 V / 6V FIO CABINHO CAPACITORES BUZZER 5 DIODOS PROTO-BOARD 2 RESISTORES FIGURA 9 MATERIAL UTILIZADO 1) Considere o circuito geral da Figura 8. Insira um capacitor de 10 μF no circuito retificador de meia-onda, considerando a parte de cima do diagrama da Figura 10. Fique atento ao som emitido. Analise e compare o som emitido pelo buzzer ao substituir o capacitor por outro de 100 µF, 1000 µF, 2200 µF, e 4700 µF. 2) Insira um capacitor de 10µF no circuito retificador de onda completa considerando a parte de baixo do diagrama da Figura 10. Preste atenção ao som emitido. Analise e compare o som emitido pelo buzzer ao substituir o capacitor por outro de 100 µF, 1000 µF, 2200 µF, e 4700 µF. 3) O que ocorre com o funcionamento dos circuitos e com o som emitido pelo buzzer ao aumentarmos cada vez mais a capacitância do capacitor? D R T + BZ - D1 D2 BZ R + - D3 D4 + - FIGURA 10 REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DOS CIRCUITOS COM A INSERÇÃO DE CAPACITORES NO CIRCUITO FIGURA 11 INSERÇÃO DE UM CAPACITOR DE 10 µF NO CIRCUITO RETIFICADOR DE MEIA-ONDA FIGURA 12 INSERÇÃO DE UM CAPACITOR DE 100 µF NO CIRCUITO RETIFICADOR DE MEIA-ONDA FIGURA 13 INSERÇÃO DE UM CAPACITOR DE 1000 µF NO CIRCUITO RETIFICADOR DE MEIA-ONDA FIGURA 14 INSERÇÃO DE UM CAPACITOR DE 2200 µF EM UM CIRCUITO RETIFICADOR DE MEIA-ONDA FIGURA 15 INSERÇÃO DE UM CAPACITOR DE 4700 µF EM UM CIRCUITO RETIFICADOR DE MEIA-ONDA MONTAGEM COM RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA FIGURA 16 INSERÇÃO DE UM CAPACITOR DE 10 µF EM UM CIRCUITO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA FIGURA 17 INSERÇÃO DE UM CAPACITOR DE 100 µF EM UM CIRCUITO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA FIGURA 18 INSERÇÃO DE UM CAPACITOR DE 1000 µF EM UM CIRCUITO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA FIGURA 19 INSERÇÃO DE UM CAPACITOR DE 2200 µF EM UM CIRCUITO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA FIGURA 20 INSERÇÃO DE UM CAPACITOR DE 4700µF EM UM CIRCUITO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA APLICAÇÃO DO CONHECIMENTO Refaça as questões da problematização inicial. O que ocorre com o funcionamento de cada circuito (retificador de meia-onda e de onda completa) se inserirmos um capacitor em paralelo com o buzzer? O que ocorre ao aumentarmos cada vez mais a capacitância do capacitor? Referência bibliográfica HARRES et al. Introdução à Eletrônica: conceitos e aplicações. Texto Didático nº 4. Editora Univates. 2001.
