Vf de 2004

PROVA: _____VF________ DISCIPLINA: FUNDAMENTOS DE ENGENHARIA ELÉTRICA_
o
ANO: _ _____3 __________ CURSO(S): __COMPUTAÇÃO E TELEMÁTICA________________
a
__1 ___ PARTE
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
DEPq
SD/2
SEÇÃO TÉCNICA DE ENSINO
X
SEM CONSULTA
COM CONSULTA
FOLHA:
1/3
NOME ______________________________________ MATRÍCULA _______ DATA ___/___/___
1ª QUESTÃO (2,5 PONTOS)
(a) Projete dois circuitos conforme a figura 1, onde vI é o sinal de entrada e vO é o sinal de saída,
para sintetizar as características v O × v I esboçadas nas figuras 2 (a) e (b), respectivamente.
Empregue resistores, diodos e fontes de tensão. Utilize o modelo de queda de tensão de 0,7V para o
diodo e garanta uma corrente da ordem de unidades de miliampères nos diodos.
(b) Para um sinal de entrada v I (t ) = 5 sen(20 π t ) V de 0 ms ≤ t ≤ 100ms , esboce as tensões de
saída vO para os dois casos considerados. Nos esboços assinale os valores extremos de vO e os
instantes de tempo em que o sinal modifica a sua forma de onda.
+
vI
+
Circuito
vO
-
Figura 1
(a)
vO (V)
1
-2
-5
(b)
2
0
vO (V)
1
-2
5
vI (V)
-5
-1
2
0
5 vI (V)
-1
Figura 2
2ª QUESTÃO (2,5 PONTOS)
(a) Um circuito retificador de onda completa com resistor de carga de 1kΩ opera a partir de uma
rede elétrica de 120V(rms)/60Hz por meio de um transformador abaixador de 10:1. Utiliza quatro
diodos retificadores em ponte, que são considerados como apresentando queda de 0,7V para
qualquer corrente. Qual a tensão de pico de saída retificada? Para qual fração do ciclo da senóide de
entrada o diodo conduz? Qual a tensão média na saída? Qual a corrente média na carga?
(b) Um capacitor é escolhido para incrementar o circuito do item anterior para fornecer uma
ondulação de tensão pico a pico de 1% do valor de pico da saída. Qual a tensão média resultante na
saída? Para qual fração do ciclo da senóide de entrada os diodos conduzem? Qual a tensão média
nos diodos? Qual a corrente de pico nos diodos?
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3ª QUESTÃO (2,5 PONTOS)
Considere o circuito inversor da figura 3.
Vcc
5V
+V
Rc
680
Rb
470
+
vo
Q1
NPN
Vi
0V
-
Figura 3
(a) Esboce a característica v O × v I para 0V ≤ v I ≤ 5V . Destaque os valores das tensões nos pontos
onde a característica se modifica, e assinale os correspondentes modos de operação do transistor.
Dados VCC = 5V ,
RC = 680Ω , RB = 470Ω e, para o transistor, β = 100 ,
VBE = VBE , sat = 0,7V e VCE , sat = 0,2V .
(b) Para um sinal de entrada vI conforme na figura 4, esboce o sinal de saída vO para
0ms ≤ t ≤ 100ms . Assinale os tempos onde vO modifica sua forma de onda e os valores extremos
do sinal.
vI (V)
5
4
1
0
0
20
30
50
Figura 4
70
80
100
t (ms)
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4ª QUESTÃO (2,5 PONTOS)
Para o circuito seguidor Zener da figura 5 determine:
(a) Qual a tensão de saída vO e qual o valor da corrente do Zener para o valor nominal de vS?
(b) Qual a potência dissipada no transistor para o valor nominal de vS?
(c) Qual a o valor da ondulação da tensão de saída para uma ondulação da tensão de entrada de
±1V?
(d) Qual o valor mínimo do resistor de carga RL para garantia da operação normal do regulador?
Q1
NPN
vo
RS
680
+
RL
15
Vs
15V
D1
1N756
-
Figura 5
Dados:
As resistências são dadas em Ohms.
Zener: VZT = 8,2V para uma corrente de teste I ZT = 15mA , resistência dinâmica rZ = 6,5Ω e
corrente de joelho I ZK = 0,5mA .
Transistor:
β = 80 , V BE = 0,7V e VT = 25mV .
--- Boa Sorte ---