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:
(d) Calcule a corrente média pelo diodo durante a condução

Passo 1

Beleza, o enunciado manda projetar uma fonte CC com retificador de onda-completa em ponte, de saída média 12 V e ripple máximo de ±1 V, alimentando 200 Ω, com diodos de queda 0,7 V e rede de 120 V rms a 60 Hz (transformador incluso).
Conteúdo: teoria de retificadores com filtro capacitivo (full-wave bridge), cálculo de ripple, ângulo de condução e corrente média no diodo durante o pulso. Vamos precisar das fórmulas de:
  1. Valor de pico e ripple do capacitor.
  2. Cálculo do ângulo de condução (θ) usando .
  3. Cálculo da corrente média durante o intervalo de condução.

Passo 2

Primeiro, fixamos os dados importantes:
  • Vmax ;=; VDC + De (média desejada)
  • Ripple máximo ±1 V ⇒ pico a pico Vm = Vmax + 2VD =13 +1,4 =14,4 V
  • Carga ⇒ corrente DC
  • Cada diodo cai 0,7 V, mas na ponte são 2 diodos em série ⇒ queda total .
A tensão de pico do capacitor, , vai ser
Para que o capacitor chegue a 13 V precisando vencer os 1,4 V dos diodos, o pico do secundário do transformador deve ser

Passo 3

Agora o ângulo de condução θ: a condução começa quando a fonte atinge Vmcostheta = Vmin + 2VD , ou seja, quando
14,4costheta = 11 +1,4 =12,4 Longrightarrow costheta = 12,414,4 approx0,8611
Aqui theta = arccos(0,8611)approx0,533 rad (approx30,5^circ) . Então
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Passo 4

Queremos a corrente média no diodo durante o pulso de condução, ou seja, a média condicionada ao tempo em que ele está ligado.
— O diodo conduz por um total de ID,avg = carga por períododuração do pulso = IDC,Ttc = IDC,(1/f)theta/(pi f) = IDC,pitheta rad por cada período ID,avg =0,06;pi0,533 approx0,06times5,90 approx0,354 A .
— A carga puxa o tempo todo, mas o diodo só fornece carga no pulso: a carga total a cada período é , e isso é entregue durante o tempo de condução
— A corrente média durante a condução é
íçã
Substituindo A e rad:

Resposta

A corrente média no diodo, durante o pulso de condução, é aproximadamente
boxedID,avgapprox0,35 A

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