Desenhe a topologia do retificador monofásico à diodo em meia onda alimentando uma carga resistiva. Explique as etapas de funcionamento.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me pediu para desenhar (ou melhor, descrever) a topologia de um retificador monofásico à diodo em meia onda que alimenta uma carga resistiva. Isso está na área de eletrônica, especificamente em circuitos de retificação. Para resolver isso, vamos precisar entender como os diodos funcionam e como eles são usados para converter corrente alternada (AC) em corrente contínua (DC).
Passo 2
Primeiro, vamos imaginar o circuito. Em um retificador de meia onda, usamos um único diodo conectado à fonte de tensão alternada. O diodo permite que somente a metade da onda (positiva ou negativa) passe, bloqueando a outra metade. Isso é como se estivéssemos “cortando” a onda AC para deixar passar apenas uma parte dela.
Passo 3
Agora, vamos detalhar os componentes do circuito:
- Fonte de tensão alternada (AC): Fornece a energia que vamos converter.
- Diodo: Age como uma válvula que permite a passagem da corrente em apenas uma direção.
- Carga resistiva ®: Representa o dispositivo que vai usar a energia convertida, como uma lâmpada ou um resistor.
Passo 4
A conexão é simples: a fonte AC está ligada em série com o diodo e a carga resistiva. Durante o ciclo positivo da tensão AC, o diodo conduz, permitindo que a corrente passe através da carga. Já durante o ciclo negativo, o diodo bloqueia a corrente, impedindo que ela passe pela carga.
Passo 5
Vamos falar sobre o funcionamento em termos de sinais:
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Ciclo positivo: A tensão da fonte é positiva no terminal anodo do diodo. O diodo está “ligado” e permite que a corrente flua, alimentando a carga resistiva.Matemáticamente, se a tensão da fonte for $ V(t) = V_m \sin(\omega t) $, a tensão na carga durante o ciclo positivo será $ V_{C}(t) = V(t) $.
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Ciclo negativo: A tensão da fonte é negativa no terminal anodo do diodo. O diodo está “desligado” e bloqueia a corrente, fazendo com que a tensão na carga seja zero.Então, $ V_{C}(t) = 0 $ durante o ciclo negativo.
Passo 6
Como resultado, a tensão na carga resistiva nunca é negativa. O retificador de meia onda produz uma tensão pulsante DC, onde apenas metade da onda AC original está presente. Isso pode ser útil para alimentar dispositivos que requerem apenas corrente contínua, embora a forma pulsante possa não ser ideal para todos os usos.
Resposta
Então, resumindo, o retificador monofásico à diodo em meia onda consiste em uma fonte de tensão AC ligada em série com um diodo e uma carga resistiva. Durante o ciclo positivo da tensão AC, o diodo conduz e a carga recebe a tensão, enquanto no ciclo negativo o diodo bloqueia a corrente, impedindo que a carga receba tensão. Isso resulta em uma saída de tensão DC pulsante que alimenta a carga resistiva.