Um circuito retificador de onda completa com R=1 k Omega 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:
  1. Converter Vrms em Vp (usar );
  2. Entender como funciona o retificador com derivação central (cada meia-secção do secundário dá metade da tensão);
  3. Aplicar fórmula de valor médio para retificação de onda completa ( );
  4. Calcular corrente média ( );
  5. Determinar a tensão máxima reversa (PIV) que cada diodo precisa suportar.

Passo 2

Primeiro, a tensão no secundário total é
Vsec(rms) = 240;Vrms times 5 = 1200;Vrms
Como é derivação central, cada meia-secção é metade disso:
Vmeia(rms) = 12002 = 600;Vrms

Passo 3

Agora convertemos para pico em cada meia-secção:
Vmeia(pico) = 600 times raiz2 approx 600 times 1,414 = 848,5;V

Passo 4

Quando um diodo conduz, ele reduz esse pico em 0,7 V. Então a tensão de pico na saída é
Vout(pico) = Vmeia(pico) - VD = 848,5 - 0,7 = 847,8;V

Passo 5

Para retificação de onda completa, o valor médio (DC) é
VDC = 2,Vout(pico)pi = 2times847,8pi approx 539,5;V

Passo 6

A corrente média na carga vem de Ohm:
IDC = VDCR = 539,51000 approx 0,5395;A

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
PIV = 2,Vmeia(pico) - VD = 2times848,5 - 0,7 approx 1696,3;V

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

Exercícios relacionados