Um circuito retificador de onda completa com
opera a partir de uma rede elétrica de 240 Vrms (senoidal) e 60 Hz por meio de um transformador elevador, com relação de transformação 5:1 com tomada central. Ele utiliza dois diodos de silício com queda de tensão constante de 0,7V para qualquer corrente. Qual é a tensão de pico na saída retificada? Qual a tensão média da saída? Qual a corrente média da saída? Qual é a tensão de pico reversa que o diodo deverá suportar?
Passo 1
Então, o enunciado diz que a gente tem um retificador de onda completa com centro-tape (transformador 5:1 elevador) alimentado por 240 Vrms e 60 Hz, carga de 1 kΩ e dois diodos de silício com queda fixa de 0,7 V. O assunto é eletrônica de potência – especificamente retificação – e vamos precisar:
- Converter Vrms em Vp (usar
); - Entender como funciona o retificador com derivação central (cada meia-secção do secundário dá metade da tensão);
- Aplicar fórmula de valor médio para retificação de onda completa (
); - Calcular corrente média (
); - Determinar a tensão máxima reversa (PIV) que cada diodo precisa suportar.
Passo 2
Primeiro, a tensão no secundário total é
Como é derivação central, cada meia-secção é metade disso:
Passo 3
Agora convertemos para pico em cada meia-secção:
Passo 4
Quando um diodo conduz, ele reduz esse pico em 0,7 V. Então a tensão de pico na saída é
Passo 5
Para retificação de onda completa, o valor médio (DC) é
Passo 6
A corrente média na carga vem de Ohm:
Passo 7
Quando um diodo está em inverso, ele vê a tensão do outro semiciclo mais a tensão no ponto de carga. Fazendo as contas, a PIV é
Resposta
Tensão de pico na saída: 847,8 V
Tensão média da saída: 539,5 V
Corrente média da saída: 0,5395 A
Tensão de pico reversa (PIV) por diodo: 1696,3 V
Tensão média da saída: 539,5 V
Corrente média da saída: 0,5395 A
Tensão de pico reversa (PIV) por diodo: 1696,3 V