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Engenharia Elétrica

A importância do cálculo em uma fonte retificadora FORMATADO 2

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Engenharia Elétrica

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Engenharia Elétrica

Professora: Luciana

1º período A

A importância do cálculo em uma fonteretificadora

Marcus Vinicius Pereira Gonçalves, Iron da silva Souza, Bruno Quintino Andrade, Tânia Danielle FernandesSolto

[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

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Professora: Luciana

1º período A

A importância do cálculo em uma fonte retificadora

Marcus Vinicius Pereira Gonçalves, Iron da silva Souza, Bruno Quintino Andrade, Tânia Danielle Fernandes Solto

[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Montes Claros 29/06/2011

A importância do cálculo em uma fonte retificadora

Marcus Vinícius Pereira Gonçalves, Bruno Quintino Andrade, Iron Silva Souza, Tânia Daniele Fernandes Solto.

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Resumo- Este trabalho fala sobre fonte retificadora, suas aplicações e o uso do cálculo para a construção do mesmo. Foi feito um estudo do capacitor bem como a fórmula utilizada para calcular o tipo a ser utilizado na fonte retificadora. Este tema foi escolhido devido a fonte retificadora pertencer a área de eletrônica de potencia e possuir alguns cálculos que não são muito complexos e podem facilitar o entendimento dos leitores.

Palavras Chaves- Filtro capacitivo, capacitor, fator de ripple, tensão de pico a pico, onda completa, aplicação de cáculo.

1. INTRODUÇÃO

Sabemos que a matemática está presente em todo lugar, direta e indiretamente, as vezes passa despercebidamente por nós, mas, se prestássemos um pouco mais de atenção, perceberíamos a utilização do cálculo matemático em praticamente tudo ao nosso redor, desde a preparação de um bolo, para saber a quantidade real de açúcar que deverá ser colocado, até a construção de uma máquina qualquer. Na área das engenharias, por exemplo, tudo envolve o cálculo, os engenheiros estão a todo o momento usando o cálculo em seus trabalhos, sem ele, os engenheiros não conseguem sucesso em suas profissões. Esse artigo visa mostrar à importância do cálculo na área das engenharias e, como exemplo foram usados a área eletrônica e os cálculos necessários para a escolha do capacitor ideal que será colocado em uma fonte retificadora.

2. O QUE É UMA FONTE RETIFICADORA

A fonte retificadora tem como objetivo transformar a corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC). A corrente alternada é encontrada nas residências em lâmpadas e tomadas; sua tensão mais comum é de 127 volts e/ou 220 volts. A corrente continua é muito utilizada em aparelhos eletrônicos e suas principais características são: a baixa tensão (1,2 até 24 volts) e a baixa corrente; ela pode ser encontrada em baterias de automóveis, pilhas, dínamos, células-solares etc. De acordo com Silva et al(2010), as fontes de alimentação são indispensáveis em projetos eletroeletrônicos, pois em muitos casos elas são necessárias para alimentar um circuito eletroeletrônico. Freqüentemente são utilizados vários modelos de fontes no cotidiano, os modelos mais comuns são os carregadores de celulares e fontes introduzidas em eletrodomésticos como, por exemplo, um simples aparelho de DVD. Existem dois tipos de fonte retificadora:

. Fonte retificadora de meia onda e fonte retificadora de onda completa (é a que iremos analisar nesse artigo). Os equipamentos básicos que compõem uma fonte retificadora de onda completa são;. Um transformador com alimentação de 127/220 v e saída determinada por quem irá construir a fonte, nesse caso, escolhemos uma saída de 19v.. Quatro diodos. Um capacitor O capacitor é um componente usado em quase topo tipo de dispositivo eletrônico. Ele permite armazenar cargas elétricas na forma de um campo eletrostático filtrando a mesma para obter uma cc mais pura e mantê-la durante certo período, mesmo que a alimentação elétrica seja cortada. Compare nos gráficos as seguir a diferença dos níveis de tensão continua nos circuitos retificadores. Os gráficos pertencem a circuitos com a mesma resistência de carga.

O tempo da carga influencia na ondulação, pois, quanto mais tempo o capacitor leva pra descarregar, menor será a tensão nas suas armaduras. Por isso, para uma mesma carga e com capacitor de filtro, os circuitos de onda completa têm menor ondulação. Os capacitores são usados nas fontes de alimentação, nas placas mãe e em inúmeros outros componentes. A função mais comum é retificar e estabilizar a corrente elétrica, evitando que variações possam danificar qualquer dispositivo. É justamente por causa dos capacitores que nunca devemos tocar nos componentes internos da fonte de alimentação sem os cuidados adequados. Você pode levar um choque considerável mesmo que a fonte esteja desligada da tomada. Nesse artigo iremos usar o capacitor e o cálculo feito para a escolha do mesmo que será usado na fonte retificadora. O circuito a seguir representa um exemplo de circuito eletrônico de fonte retificadora de onda completa.

Rede: é a tensão de entrada, 127vac ou 220vacVsec: é a tensão de saída do transformador, especificada por cada tipo de transformador.D1,D2,D3 e D4: representam os diodos.

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C1: é o capacitor de filtro.Rl: é a carga mínima.

3. DETERMINAÇÃO DO CAPACITOR DE FILTRO

Devido a grande tolerância de valor dos capacitores eletrolíticos (até 50%), pode-se formular uma equação simplificada para o cálculo do valor do capacitor. A equação é:

Onde: C é o capacitor de filtro em F;T é o período aproximado de descarga do capacitor, de 16,6 ns para 60 Hz – meia onda e 8,33 ns para 60 Hz – onda completa;Imax é a corrente de carga máxima em mA;Vondpp é a tensão pico a pico de ondulação em volts.

Observação: Esta equação pode ser usada para cálculo de capacitores de filtros para até 20% de ondulação de pico a pico (fator de ripple), sem introduzir um erro significativo.

Exemplo: Determinar um capacitor para ser usado em uma fonte retificadora de onda completa para tensão de saída de 12v, corrente de 150 mA com ondulação de 1 Vpp (ou 17%).

C=8,33.( 150/1)= 1249,5 F

C=1249,5 F ou C=0,001249F

3.1. TENSÃO DE ISOLAÇÃO

Além da capacitância, deve-se determinar também a tensão de isolação do capacitor. Essa tensão deve ser sempre superior ao maior valor de tensão de isolação sob a qual o capacitor irá realmente funcionar. Veja o exemplo a seguir.

Logo, concluímos que o capacitor ideal para utilizar no circuito da fonte retificadora de onda completa deve ser de 16v com capacitância de 1249,5F. Como o capacitor a ser usado deverá ser um capacitor comercial, então, será usado um próximo a esse valor encontrado.

4. CONCLUSÕES

Notou-se a grande importância do cálculo na área eletrônica. Esse artigo foi mais aprofundado no cálculo para a escolha do capacitor de filtro de uma fonte retificadora de onda completa, mas, foi pego apenas como exemplo, pois, para a escolha de qualquer componente eletrônico, não só de uma fonte retificadora, mas, de qualquer outro projeto, irá passar pelas mesmas etapas que o capacitor passou, irá depender dos valores de outros componentes e de fórmulas matemáticas, que juntando essas informações, será feito o calculo que encontrará os valores corretos.

5. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

http://www.feiradeciencias.com.br/sala15/15_07a.asp

Muhammad H. Rashid, Eletrônica de Potência - Circuitos,Dispositivos e Aplicações. Prentice-Hall, Inc, 1993.

Apostila de fundamentos de eletrônica; SENAI/FIEMG.