Considere um circuito retificador em ponte com um capacitor de filtro C ligado em paralelo com o resistor de carga R, para o caso em que o secundário do transformador fornece uma senoide de 12 V (rms), tendo uma frequência de 60 Hz e supondo VD=0,8 V e uma resistência de carga R=100 Omega.
a) Calcule o valor de C que resulta em uma tensão de ondulação máxima de 1 V pico a pico.

Passo 1

Beleza, vamos desenrolar essa questão de retificador em ponte com capacitor de filtro. O que o enunciado diz é:
  • Temos um transformador que entrega 12 V (rms) no secundário, com frequência de 60 Hz.
  • Usamos um retificador em ponte (logo, caem 2 diodos em cada semiciclo), cada diodo com queda de tensão De V.
  • Na saída, o capacitor fica em paralelo com a carga .
  • Queremos que a ondulação (“ripple”) máxima seja V pico a pico.
Conteúdo e o que vamos precisar: teoria de retificação e de filtro com capacitor – em especial a fórmula da tensão de ripple num retificador de onda cheia:
A partir daí se isola e a gente calcula.

Passo 2

Primeiro, determinamos a tensão de pico disponível logo após os retificadores.
  1. Tensão de pico no secundário:
Vp = Vrmsraiz2 = 12raiz2;Vapprox16,97;V
  1. Logo depois de passar pelos dois diodos em série (ponte completa), cada um caindo Vpsaída = Vp - 2,VD = 16,97 - 2cdot0,8 approx 15,37;V V:
í

Passo 3

Agora precisamos da corrente de carga média Iload = VDCR approx VpsaídaR = 15,37100 approx 0,1537;A . Aproximamos que ela é
í
(Usamos í como tensão média porque a ondulação é pequena.)

Passo 4

Em retificação de onda cheia, a frequência de ripple é o dobro da da rede. Então
fripp<= = 2 times 60;Hz = 120;Hz

Passo 5

Usamos a fórmula da ondulação aproximada para filtro capacitivo:
De
Substituindo os valores:
C = 0,1537120 times 1 approx 0,00128;F = 1,28times 10^-3;F = 1280;muF

Resposta

O capacitor deve ter aproximadamente
boxedC approx 1280;muF
para manter a ondulação em até 1 V pico a pico.

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