É necessário usar um retificador de pico para projetar uma fonte de alimentação CC que ofereça uma saída CC média de 12 V em que uma ondulação máxima de pm 1 V seja permitida. O retificador alimenta uma carga de 200 Omega e é alimentado por uma tensão da rede ( 120 V rms, 60 Hz) mediante um transformador. Os diodos disponíveis têm queda de 0,7 V quando estão conduzindo. Se o projetista optar pelo circuito de onda completa em ponte:
(a) Especifique a tensão rms que deverá aparecer no secundário do transformador.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra gente projetar uma fonte CC de 12 V de média, com ripple máximo de ±1 V, usando retificador de onda completa em ponte (queda de 2 diodos = 2×0,7 V) e carga de 200 Ω. A entrada vem de 120 V rms/60 Hz, passa num transformador e sai no secundário com uma certa tensão RMS que é justamente o que a gente vai achar.
Conteúdo envolvido:
  • Retificador de onda completa em ponte
  • Filtro capacitivo (capacitor que carrega no pico e descarrega entre picos, gerando ripple)
  • Relação entre pico e rms ( Vp = Vrm rmsraiz2)
  • Definição de ripple e tensão média num filtro de capacitor

Passo 2

Pra entender como o capacitor filtra, imagine que ele carrega até o pico da tensão retificada (menos a queda nos diodos) e depois cai até o próximo pico, gerando uma ondulação de pico a pico ΔV. Chamando:
  • Vmax = tensão máxima no capacitor
  • Vmin = tensão mínima no capacitor
  • De = ripple pico-a-pico
Como a carga é constante, a média da saída vale
Vrm DC = Vmax+Vmin2,
Queremos Vrm DC=12,V e ripple peak-to-peak DeV (±1 V).
Logo
1) Vmax=12 + DeV.
2) Sabendo que, no retificador em ponte, o capacitor carrega até
Vmax = Vp - 2,Vd
onde Vd=0,7,V é a queda de cada diodo e há sempre dois diodos em série conduzindo.
Então
Vp = Vmax + 2,Vd = 13 + 2times0,7 = 14,4 rm V,

Passo 3

Agora é só converter esse pico em rms do secundário:
Vrm rms = Vpraiz2 = 14,41,414 approx 10,2 rm V,

Resposta

A tensão RMS que deve surgir no secundário do transformador é de aproximadamente 10,2 V.

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