Considere um circuito retificador em ponte com um capacitor de filtro
ligado em paralelo com o resistor de carga
, para o caso em que o secundário do transformador fornece uma senoide de 12 V (rms), tendo uma frequência de 60 Hz e supondo
V e uma resistência de carga
.
d) Encontre o ângulo de condução do diodo.
d) Encontre o ângulo de condução do diodo.
Passo 1
Beleza, então o exercício diz que a gente tem um retificador em ponte com capacitor de filtro C em paralelo com a carga R. O transformador entrega 12 V (rms) a 60 Hz; cada diodo tem queda de 0,8 V; e R = 100 Ω.
Conteúdo: retificação de onda inteira (ponte), carga capacitiva, descarga do capacitor, cálculo do “ângulo de condução” do diodo.
O que vamos precisar:
Conteúdo: retificação de onda inteira (ponte), carga capacitiva, descarga do capacitor, cálculo do “ângulo de condução” do diodo.
O que vamos precisar:
- Encontrar a tensão de pico do secundário (antes dos diodos).
- Ver como o capacitor carrega até esse pico e depois descarrega pela carga até o próximo pico.
- Relacionar o tempo de descarga com a “largura” angular (em rad) durante a qual os diodos conduzem.
Passo 2
Primeiro, acha a tensão de pico do secundário (antes de descontar diodos):
Na retificação em ponte, o capacitor vai carregar até quase esse pico menos duas quedas de diodo (já que passam dois diodos em série):
Passo 3
Quando o transformador não estiver no pico, o capacitor alimenta R sozinho, descarregando. A corrente de carga é
Enquanto o capacitor está desconectado (diodos bloqueados), ele cai de
Passo 4
O período de repetição de picos, para retificação de onda inteira, é
. Para 60 Hz,
.
Supondo ondulação pequena e ângulo de condução ≪ π, podemos aproximar a descarga como linear em tempo . A variação de tensão no capacitor é
Supondo ondulação pequena e ângulo de condução ≪ π, podemos aproximar a descarga como linear em tempo
Passo 5
A condução só acontece perto do pico, num ângulo total
(em rad). Definindo metade desse ângulo como
, temos a condição no instante em que o transformador “volta” a fornecer mais tensão que o capacitor:
Para
Então
Substituindo
Resposta
O ângulo de condução (em radianos) é
onde
Basta agora colocar o valor de C (que você encontrou na parte c) nessa fórmula para obter
.