Suponha, para o modelo de tensão constante, que
, para todos os exercícios abaixo.
Uma tensão de
, é aplicada em um trafo com relação
que alimenta uma carga de
através de um retificador center tap(derivação central). Considere os diodos ideais e
.Calcule:
Tensão de ondulação(ripple) e frequência na carga;
Uma tensão de
Tensão de ondulação(ripple) e frequência na carga;
Passo 1
Beleza, olha só o que o enunciado tá pedindo e o que a gente vai usar pra resolver:
– Enunciado resumido: Temos uma rede de 220 V – 60 Hz, passa num transformador 22:1, sai 10 V rms no secundário. Esse secundário é “centre tap” (ponto médio) e alimenta uma carga de 1 kΩ por um retificador de onda completa. Cada diodo tem queda de tensão fixa 0,8 V e resistência série 0,5 Ω. A gente precisa achar a “tensão de ondulação” (ripple) e a frequência desse ripple na carga.
– Conteúdo: retificador de onda completa com derivação central, cálculo de tensão de pico no secundário, modelagem de diodos com queda + resistência série, e interpretação de ripple quando não há filtro (ou seja, Vmin≈0).
– Enunciado resumido: Temos uma rede de 220 V – 60 Hz, passa num transformador 22:1, sai 10 V rms no secundário. Esse secundário é “centre tap” (ponto médio) e alimenta uma carga de 1 kΩ por um retificador de onda completa. Cada diodo tem queda de tensão fixa 0,8 V e resistência série 0,5 Ω. A gente precisa achar a “tensão de ondulação” (ripple) e a frequência desse ripple na carga.
– Conteúdo: retificador de onda completa com derivação central, cálculo de tensão de pico no secundário, modelagem de diodos com queda + resistência série, e interpretação de ripple quando não há filtro (ou seja, Vmin≈0).
Passo 2
Primeiro descobrimos a tensão de pico do secundário do transformador.
– Tensões rms do secundário:
– Tensões rms do secundário:
– Pico da senóide:
Passo 3
Quando o diodo conduz (num semi-ciclo ou no outro), a tensão máxima na carga sai de:
tensão no pico da senóide menos a queda no diodo e a queda na resistência série.
Ou seja, a corrente de pico é
tensão no pico da senóide menos a queda no diodo e a queda na resistência série.
Ou seja, a corrente de pico é
Então a tensão de pico na carga vale
Passo 4
Como não temos filtro (ou ele é tão grande que, fora do pico, a tensão cai quase a zero), a variação total do sinal na carga (ripple) vai de 0 até esse pico. Então:
– Tensão de ondulação (pico a pico)
– Tensão de ondulação (pico a pico)
– Frequência do ripple: em retificador de onda completa com derivação central dobra a frequência da rede. Logo
Resposta
Tensão de ondulação ≈ 13,3 V (pico a pico)
Frequência do ripple = 120 Hz
Frequência do ripple = 120 Hz