Desenhe o diagrama de circuito de um retificador de meia onda com diodo semicondutor.

Passo 1

O que o enunciado pede: desenhar o diagrama de circuito de um retificador de meia onda com diodo semicondutor.
Informações/dados que precisamos usar (explícitos ou implícitos no enunciado):
  • Há uma fonte de tensão alternada (senoidal) de entrada, que vou chamar de V_s(t).
  • Há um diodo semicondutor (símbolo anodo→catodo, triângulo com barra).
  • Há uma carga resistiva, que vou chamar de R_L.
  • Preciso indicar onde fica a tensão de saída v_o(t) e a referência de terra (GND).
    Observação: até aqui apenas identifiquei o pedido e os componentes; não comecei a desenhar nem a explicar o funcionamento.

Passo 2

Componentes e símbolos (explicando de forma bem didática):
  • Fonte AC: desenhamos como um círculo com um sinal de seno ou simplesmente escrevemos V_s(t). Essa fonte fornece uma tensão que varia no tempo, por exemplo V_s(t)=V_{m}\sin(\omega t), onde \,V_{m} é a amplitude máxima e \omega a frequência angular.
  • Diodo semicondutor: o símbolo é um triângulo apontando para uma barra. O triângulo (anodo) indica a direção permitida da corrente quando o diodo está conduzindo; a barra (catodo) é o lado que bloqueia quando a tensão reversa é aplicada. Em desenho ASCII usamos |>| ou ->| para representar. Para um diodo de silício real, quando conduz tem uma queda de tensão típica \,V_d\approx0,7\\ \text{V}. Em muitos exercícios usamos o modelo ideal (queda zero) para simplificar.
  • Resistor de carga R_L: representado por um retângulo ou zigzag; é onde a corrente que passa pelo diodo entrega potência.
  • Terra (GND): referência do circuito; a saída negativa retorna para essa referência.

Passo 3

Como organizar o circuito no desenho (passo a passo para desenhar você mesmo na prova):
  1. Desenhe a fonte AC à esquerda e rotule-a como V_s(t).
  2. À direita da fonte, desenhe o diodo em série, com o triângulo apontando da esquerda para a direita (anodo ligado à fonte, catodo ligado à carga). Isso garante que o diodo permita a passagem de corrente na metade positiva da senóide.
  3. Em seguida, conecte a carga R_L em série após o diodo e retorne o outro terminal do resistor ao terminal inferior da fonte (terra).
  4. Marque o ponto entre o catodo do diodo e o resistor como a tensão de saída v_o(t).
  5. Opcionalmente, desenhe uma seta que indica o sentido da corrente de condução i_D(t) (da esquerda para a direita quando o diodo conduz).

Passo 4

Desenho esquemático (faça assim na sua folha). Vou mostrar em ASCII uma versão limpa que você pode reproduzir; os nomes das variáveis estão em TeX conforme combinado:
( ~ ) V_s(t)
o─────|>|─────o────[ R_L]───── GND
|
v_o(t)
Explicação do desenho:
  • O símbolo |>| representa o diodo semicondutor com anodo à esquerda e catodo à direita.
  • O nó entre o diodo e o resistor é a saída v_o(t).
  • O terminal inferior da fonte é o GND (terra), que também é o retorno de R_L.

Passo 5

Fórmulas básicas do comportamento (para você entender e lembrar para a prova):
  • Supondo o modelo com queda de diodo [,V_d) (silício \approx0,7\\ \text{V}):
v_o(t)=\begin{cases} V_s(t)-V_d, & \text{se } V_s(t)>V_d\\ (\text{diodo conduz})\\[6pt] 0, & \text{se } V_s(t)\le V_d\\ (\text{diodo bloqueia}) \end{cases}
  • No modelo ideal de diodo ((V_d=0]):
v_o(t)=\max\bigl(0,\;V_s(t)\bigr).
  • Corrente pela carga quando conduz:
i_D(t)=\dfrac{v_o(t)}{R_L}.
Explanação simples: quando a fonte está na meia-seno positiva grande o suficiente para vencer a barreira do diodo, o diodo fecha o circuito e a carga vê a forma de onda positiva (menos a queda V_d). Quando a fonte está negativa, o diodo bloqueia e a saída fica aproximadamente zero (ou em potencial de terra).]

Passo 6

Observações práticas e dicas para prova (curtas e úteis):
  • Se o enunciado não mencionar a queda do diodo, pergunte mentalmente: “devo usar diodo ideal?” — se não souber, use o modelo ideal para facilidade, e anote a hipótese.
  • Se a questão pedir valor médio (DC) da saída, lembre-se que para um retificador de meia onda ideal com entrada V_s(t)=V_m\sin(\omega t) o valor médio é \dfrac{V_m}{\pi}. (Você pode me pedir a dedução se precisar.)
  • Se pedirem ripple ou suavização, aí aparece o capacitor de filtro em paralelo com R_L; mas esse componente não faz parte do retificador de meia onda simples pedido aqui.

Passo 7

Resumo do que desenhar e rotular no seu diagrama final: fonte V_s(t) à esquerda, diodo semicondutor com anodo à fonte e catodo à carga, carga R_L em série, nó de saída v_o(t) entre diodo e resistor, e referência GND no retorno.

Resposta

( ~ ) V_s(t)
o─────|>|─────o────[ R_L]───── GND
|
v_o(t)

Exercícios relacionados