Questão 07: Um retificador controlado de onda completa em ponte ligado a uma fonte de 150 V , 60 Hz , está alimentando uma carga resistiva de
. Se o ângulo de retardo
for de
, determine:
A frequência do sinal na carga.
A frequência do sinal na carga.
Passo 1
O enunciado fornece os seguintes dados e pede uma coisa bem específica.
Dados fornecidos:
O que o problema pede:
- Determinar a frequência do sinal na carga (ou seja, a frequência do sinal retificado que aparece sobre a resistência).
Passo 2
Entendendo o que acontece no retificador ponte (explicação didática — sem pular etapas).
- A fonte de entrada é uma tensão alternada senoidal com frequência
. - Um retificador de onda completa em ponte toma a senóide de entrada e entrega à carga pulsos com polaridade única (por exemplo sempre positiva), aproveitando tanto a metade positiva quanto a metade negativa da senóide.
- Na prática, isso acontece porque em cada meia-onda (cada semiperíodo) um par diagonal de tiristores (SCRs) conduz e aplica à carga a meia-onda correspondente, sempre com a mesma polaridade no lado da carga.
Portanto, intuitivamente: a cada ciclo da fonte (uma onda completa) existem duas meias-ondas úteis que são transformadas em pulsos na carga — uma na metade positiva e outra na metade negativa da senóide original.
Passo 3
Expressando isso com fórmulas (passo a passo):
- Seja
a frequência da fonte. O período da fonte é
- Num retificador de onda completa, as saídas repetem a cada meia-onda da fonte, ou seja, o período do sinal na carga é metade do período da fonte:
- A frequência do sinal na carga
é o inverso de . Substituindo :
Observação didática sobre o ângulo
: o ângulo de retardo
atrasa o instante em que cada SCR começa a conduzir dentro de cada meia-onda (muda largura e amplitude dos pulsos), mas não altera a taxa com que essas meias-ondas aparecem — continua havendo uma meia-onda por cada meia-período da fonte. Logo
não muda a relação de frequência mostrada acima para carga puramente resistiva.
Passo 4
Aplicando os números do enunciado:
- Frequência da fonte:
- Frequência na carga:
Também, para visualizar o período:
Pequeno incentivo: você já percebeu que, mesmo com controle pelo ângulo
, o “ritmo” dos pulsos é fixo pela frequência da fonte — só muda quando a fonte muda. Continua dando pra fazer rápido na prova: basta lembrar que retificador de onda completa dobra a frequência.