10.2 Repita o Problema 10.1 assumindo que o diodo tem uma queda de tensão fixa de 0,6 V quando ele está conduzindo, mas que de outro modo é ideal. Além disso, calcule a dissipaçāo de potência média do diodo no tempo.
Passo 1
O enunciado repete o Problema
, onde uma fonte triangular
de amplitude máxima
e período
alimenta, em série, um resistor
e um diodo. No Problema
o diodo era ideal, mas agora supomos que, ao conduzir, ele apresenta queda fixa
. Quando está bloqueado, continua ideal (não conduz, sem corrente e sem queda além de zero). Precisamos então:
. Determinar o instante de disparo e o instante de corte do diodo
. Escrever
e
nesse intervalo de condução
. Calcular a potência média dissipada no diodo ao longo de um período
Conteúdos necessários: modelo de diodo com tensão fixa, análise de sinal triangular (função afim por partes), integração de potência média
Passo 2
Expressão de
no semiciclo positivo
:
— Para , a rampa crescente
— Para
— Para
, a rampa decrescente
Fora desse intervalo
, logo o diodo nunca conduz no semiciclo negativo.
Passo 3
Determinação do intervalo de condução
em que
ultrapassa
.
. No trecho crescente, resolvemos
Passo 4
Durante
o diodo conduz com tensão constante
. Logo:
Para
, o diodo está apagado e
Passo 5
A potência instantânea no diodo, quando conduz, é
A potência média em um período é
Fazendo a integral geométrica no intervalo
(ver detalhes de cálculo em análise), chega-se a
Substituindo em
, obtém-se
Resposta
A potência média dissipada no diodo é
com (V_d=0,6V].