DOBRADORES DE TENSÃO

DOBRADORES DE TENSÃO
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DOBRADORES DE TENSÃO
OBJETIVOS: Entender o funcionamento dos dobradores de tensão; calcular as
tensões na saída dos dobradores de tensão.
INTRODUÇÃO TEÓRICA
Um dobrador de tensão produz uma tensão média aproximadamente igual ao
dobro da tensão de pico da entrada.
São muito usados em cargas de alta tensão e de baixa corrente. Em muitos
casos os projetistas preferem utilizar dobradores de tensão em lugar de
transformadores elevadores de tensão, porquanto, os transformadores além de serem
mais caros e mais pesados, ocupam maior espaço.
Com um triplicador de tensão por exemplo, o valor médio da tensão na saída
(Vdc) é aproximadamente três vezes o valor de pico da tensão de entrada. No entanto,
à medida que se multiplica a tensão, o fator de ondulação vai piorando.
Trataremos nesta experiência de analisar o comportamento de um dobrador de
tensão de meia onda e de um dobrador de tensão de onda completa.
Podemos calcular de maneira aproximada a tensão na saída de um dobrador de
tensão:
Vdc = Vrms x 2,82 ou
Vdc = 2Vp
Para um dobrador de tensão de 1/2 onda, a freqüência de ondulação é igual a
freqüência da tensão a ser retificada, enquanto que essa freqüência dobra para o
dobrador de tensão de onda completa.
PARTE PRÁTICA
MATERIAIS NECESSÁRIOS
1- Módulo de ensaios para retificadores
1- Multímetro digital ou analógico
1- Osciloscópio
DOBRADOR DE TENSÃO DE 1/2 ONDA
1- Meça a resistência dos enrolamentos do primário e do secundário (Es1 + Es2) do
transformador, e anote esses valores na tabela 1.
2- No circuito dobrador de tensão de 1/2 onda, suponha que a tensão em cada um dos
secundários seja de 12V.
Calcule e anote os valores listados na tabela 2.
Tabela 1: Resistência dos enrolamentos do transformador
RPRIMÁRIO
RSECUNDÁRIO (secundário 1)
RSECUNDÁRIO (secundário 2)
2
RSECUNDÁRIO (secundário 1 + secundário 2)
Tabela 2: Dobrador de 1/2 onda
CALCULADO
Tensão eficaz no secundário (Es1 ou Es2)
12,6V
Tensão média na carga
Corrente média na carga
Potência média na carga
Freqüência de ondulação
Tensão de pico a pico de ondulação
Porcentagem de ondulação
MEDIDO
3- Execute a fiação do circuito abaixo:
4- Meça e anote todos os valores listados na tabela 2.
DOBRADOR DE TENSÃO DE ONDA COMPLETA
5- Repita os procedimentos 2, 3 e 4 para o dobrador de tensão de onda completa
abaixo. Use a tabela 3 para anotar os valores calculados e medidos. Observe que o
resistor de carga está em paralelo com os dois capacitores em série.
VERIFICAÇÃO DE DEFEITOS:
3
6- Suponha que o capacitor C1 esteja aberto, no circuito dobrador de tensão de 1/2
onda. Calcule o valor médio da tensão na carga, a freqüência de ondulação e o valor
da ondulação de pico a pico, registrando esses valores na tabela 4.
7- Monte o circuito simulando o defeito (basta para isso não ligar o capacitor no
circuito), meça e anote os valores listados na tabela 4.
8- Religue o capacitor e suponha agora que o diodo D2 esteja aberto. Repita os
procedimentos anteriores, anote os valores listados na tabela 4. (simule o defeito em
D2 não ligando-o ao circuito)
9- Religue o diodo D2 e suponha agora que C2 esteja aberto. Repita os procedimentos
anteriores.
Tabela 3: Dobrador de onda completa
CALCULADO
Tensão eficaz no secundário (Es1 ou Es2)
12,6V
Tensão média na carga
Corrente média na carga
Potência média na carga
Freqüência de ondulação
Tensão de pico a pico de ondulação
Porcentagem de ondulação
MEDIDO
Tabela 4: Verificação de defeitos
CALCULADO
Vdc
f
Vr
Vdc
MEDIDO
f
Vr
C1 aberto
D2 aberto
C2 aberto
PROJETO:
10 - Calcule o valor de um capacitor de filtro, para o circuito dobrador de tensão de
1/2 onda desta experiência, a fim de obter uma tensão de ondulação de pico a pico de
aproximadamente 10%, com uma carga de 3k. Anote os valores calculados na tabela
5.
11- Monte o circuito que você projetou, meça e anote os valores listados na tabela 5.
Tabela 5: Projeto
CALCULADO
12,6V
Tensão eficaz no secundário
Tensão média na carga
Corrente média na carga
Potência média na carga
Freqüência de ondulação
Capacitor de filtro
Tensão de pico a pico de ondulação
Porcentagem de ondulação
MEDIDO
sem anotação
4
CONCLUSÕES:
1- Analise o comportamento dos dobradores de tensão de 1/2 onda e de onda
completa. Faça uma comparação entre os valores listados na tabela 6 e apresente
conclusões.
Tabela 6: Comparação entre o dobrador de 1/2 onda e o dobrador de onda
completa
Dobrador de 1/2 onda
Dobrador de onda
completa
Tensão média na carga
Corrente média na carga
Potência média na carga
Freqüência de ondulação
Tensão de pico a pico de ondulação
Porcentagem de ondulação
QUESTÕES:
1- Nesta experiência, a tensão de saída do dobrador de tensão de 1/2 onda foi
aproximadamente igual:
a) tensão de pico do primário
b) tensão eficaz do secundário
c) o dobro da tensão de pico do secundário
d) o dobro da tensão de pico que alimenta o dobrador
2- A freqüência de ondulação do dobrador de tensão de 1/2 onda foi:
a) 60Hz
b) 120Hz
c) 240Hz
d) 480Hz
3- O dobrador de tensão de onda completa tem uma freqüência de ondulação de:
a) 60Hz
b) 120Hz
c) 240Hz
d) 480Hz
4- A tensão de pico a pico de ondulação de um dobrador de tensão de onda completa,
comparada com um dobrador de tensão de 1/2 onda é:
a) metade
b) a mesma
c) o dobro
5- Suponha que no circuito dobrador de onda completa desta experiência tenhamos os
seguintes dados:
- Resistência do primário do transformador: 30
- Resistência do secundário do transformador
(enrolamento que alimenta o dobrador): 1
- Tensão no primário: 127V
- Tensão no secundário: 13,4V
Calcule a resistência equivalente de Thèvenin vista pelos capacitores.
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6- Explique resumidamente o funcionamento de um dobrador de tensão de 1/2 onda.
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7- Explique resumidamente o funcionamento de um dobrador de tensão de onda
completa.
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8- Suponha que no circuito dobrador de tensão de onda completa, os dois capacitores
entrem em curto. O que acontece com os diodos?
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9- Desenhe no quadro a seguir, a forma de onda de um dobrador de onda completa.
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