Questão 24 - Um SCR tem os seguintes valores nominais:
  • queda de tensão ânodo-cátodo =1,5 \mathrm{~V}
  • tensão de junção porta-cátodo =0,6 \mathrm{~V}
  • corrente de porta =40 m A
Se o SCR possuir uma corrente de sustentação de 18 A, determine:
a) a perda de potência no estado ligado
b) a perda de potência na porta

Passo 1

Vou listar claramente o que o enunciado nos deu e o que ele pede (sem resolver ainda).
  • Dados fornecidos:
    • queda de tensão ânodo-cátodo: V_{AK(on)} = 1,5\\ \mathrm{V}.
    • tensão de junção porta-cátodo: V_{GK} = 0,6\\ \mathrm{V}.
    • corrente de porta: I_G = 40\\ \mathrm{mA}.
    • corrente de sustentação (holding current): I_H = 18\\ \mathrm{A}.
  • O enunciado pede:
    (a) a perda de potência no estado ligado (ou seja, a potência dissipada entre ânodo e cátodo quando o SCR está conduzindo com a corrente de sustentação);
    (b) a perda de potência na porta (potência dissipada na junção porta-cátodo pelo sinal de gate).

Passo 2

Conceito e fórmula que vamos usar.
  • Potência elétrica dissipada por um elemento com uma queda de tensão V e corrente I é dada por:
P = V \cdot I
onde:
  • P é a potência em watts ( \mathrm{W}),
  • V é a tensão em volts ( \mathrm{V}),
  • I é a corrente em ampères ( \mathrm{A}).
  • Interpretação do enunciado: como nos deram a corrente de sustentação I_H = 18\\ \mathrm{A}, assumimos que o SCR está no estado ligado com essa corrente de referência — portanto a corrente através de \mathrm{A} \mathrm{K} para fins do cálculo da perda será I = I_H. (Na prova, se pedirem “perda no estado ligado” e derem corrente de sustentação, é razoável calcular para essa corrente mínima de manutenção.)

Passo 3

Converter unidades para usar na fórmula corretamente.
  • A corrente de porta dada em miliampères deve ser convertida para ampères:
I_G = 40\\ \mathrm{mA} = \frac{40}{1000}\\ \mathrm{A} = 0,04\\ \mathrm{A}.
  • As outras quantidades já estão em volts ou ampères, então ficam:
    • V_{AK(on)} = 1,5\\ \mathrm{V},
    • V_{GK} = 0,6\\ \mathrm{V},
    • I_H = 18\\ \mathrm{A},
    • I_G = 0,04\\ \mathrm{A}.

Passo 4

Calcular a perda de potência no estado ligado (â­nodo-cátodo).
  • Usamos a fórmula \,P = V\cdot I\, com a queda \,V_{AK(on)}\, e a corrente de sustentação \,I_H\,.
P_{AK} = V_{AK(on)} \cdot I_H
Substituindo os valores:
P_{AK} = 1,5 \cdot 18
Agora multiplicamos (mostrando passo a passo): 1,5 \cdot 18 = 1,5 \cdot (20 - 2) = 1,5\cdot20 - 1,5\cdot2 = 30 - 3 = 27.
Portanto
P_{AK} = 27\\ \mathrm{W}.

Passo 5

Calcular a perda de potência na porta (gate).
  • Novamente usamos \,P = V\cdot I\,, agora com \,V_{GK}\, e \,I_G\,:
P_G = V_{GK} \cdot I_G
Substituindo os valores (lembre que I_G = 0,04\\ \mathrm{A}):
P_G = 0,6 \cdot 0,04
Multiplicando: 0,6 \cdot 0,04 = 0,024.
Portanto
P_G = 0,024\\ \mathrm{W} = 24\\ \mathrm{mW}.

Passo 6

Comentário rápido e encorajamento (sem repetir os valores finais): as contas usam só a relação básica P=V\cdot I. Converta sempre miliunidades para unidades de base ( \mathrm{mA}\to\mathrm{A}) antes de multiplicar. Mandou bem por trazer os dados; já tá possível aplicar direto e sem calculadora.

Resposta

a) 27\\ \mathrm{W}
b) 0,024\\ \mathrm{W}

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