Apostila de Eletrônica Básica I.doc

7/25/2019 Apostila de Eletrnica Bsica I.doc

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SERVIO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL-SENAICentro de Formao Profissional

Fbio Arajo Motta

EletrnicaEletrnica

Bsica IBsica I


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Presidente da FIEMG

Robson Braga de Andrade

Gestor do SENAI

Petrnio Machado Zica

Diretor Regiona do SENAI e

S!"erintendente de Con#e$i%ento e Te$noogia

Alexandre Magno Leo dos Santos

Gerente de Ed!$a&'o e Te$noogia

Edmar Fernando de Alcntara

Co%"iador

Clodoaldo R de Ara!"o

Unidade O"era$iona

SE#A$ CFP FAM % Centro &e Forma'o Pro(issional )F*bio Ara!"o Motta+


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Crso !"cnico em Eletrnica

APRESENTA(O

)M,da a (orma de trabalhar- agir- sentir- .ensar na chamada sociedade doconhecimento)

Peter &r,c/er

0 ingresso na sociedade da in(orma'o exige m,dan'as .ro(,ndas em todosos .er(is .ro(issionais- es.ecialmente na1,eles diretamente en2ol2idos na .rod,'o-coleta- dissemina'o e ,so da in(orma'o

0 SE#A$- maior rede .ri2ada de ed,ca'o .ro(issional do .a3s-sabe disso- e-consciente do se, .a.el (ormati2o - ed,ca o trabalhador sob a 4gide do conceito dacom.et5ncia# formar o $rofissional com res$onsabilidade no $rocesso$rodti%o& com iniciati%a na resolo de $roblemas& com con'ecimentos

t"cnicos a$rofndados& fle(ibilidade e criati%idade& em$reendedorismo econsci)ncia da necessidade de edcao continada)*

6i2emos n,ma sociedade da in(orma'o 0 conhecimento- na s,a *reatecnol7gica- am.lia8se e se m,lti.lica a cada dia 9ma constante at,ali:a'o se (a:necess*ria Para o SE#A$- c,idar do se, acer2o bibliogr*(ico- da s,a in(o2ia- daconexo de s,as escolas ; rede m,ndial de in(orma'


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SUM+RIO

> RES$S?0RES@

>> $ntrod,'o@

> Finalidade dos Resistores@

> Caracter3sticas dos resistores@>@ Simbologia

>D ?i.os de Resistores

> C7digo de Cores Para Resistores

> $nter.reta'o do C7digoG

1.7.1 Resistores de 1a 10...................................................................................................... 11

1.7.2 Resistores abaixo de 1..................................................................................................... 11

1.7.3 Resistores de 5 anis......................................................................................................... 12

> Resistores A",st*2eis>

>G Potencimetros>@

CAPAC$?0RES>G> $ntrod,'o >G

&escarga do Ca.acitor

Ca.acitncia

@ ?i.os de Ca.acitores @

?RA#SF0RMA&0RES

> $ntrod,'o

Rela'o de ?rans(orma'oD

Liga'o de ?rans(ormadores em >>H e H 6D

3.3.1 Transformador com primrio a trs fios..............................................................................353.3.2 Transformador com Primrio a !atro fios..........................................................................3"

@ Rela'o de (ase entre as tens $ntrod,'oG

@ Constit,i'o I,3micaG

@ &o.agem @

#.3.1 $emicond!tor Tipo n........................................................................................................... #2

#.3.2 $emicond!tor Tipo p........................................................................................................... ##

@@ Pro.riedades ?4rmicas@

D &$0&0 SEM$C0#&9?0R@

D> Forma'o do &iodo % J,n'o .n@

D As.ecto e Re.resenta'o do &iodoDH

D A.lica'o de ?enso sobre o &iodoDH

D@ Com.ara'o entre &iodo $deal 6ers,s &iodo RealD

DD C,r2a Caracter3stica do &iodoDD

D Limites de 0.era'o do &iodoDG

D ?este &iodos semicond,tores>

RE?$F$CAK0

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> Reti(ica'o de Meia 0nda com &iodo Semicond,tor

Reti(ica'o de 0nda Com.leta

Exerc3cios de Reti(ica'o@

F$L?R0S EM F0#?ES &E AL$ME#?AK0

> Ca.acitor como Elemento de Filtragem

Exerc3cios de Filtro em Fonte de Alimenta'oH &$0&0 EM$SS0R &E L9Z

> Princ3.io de F,ncionamento

Parmetros Caracter3sticos do LE&

C*lc,lo do Resistor Limitador da corrente no LE&@

G &$0&0 ZE#ER

G> Com.ortamento do &iodo Zener

G Caracter3stica do &iodo :ener

>H &$0&0 ZE#ER C0M0 RE9LA&0R &E ?E#S0G

>H> F,ncionamento do Circ,ito Reg,ladorG

>H8 Exerc3cios de &iodo Zener e Reg,lador de ?enso a Zener GD

>> PRN?$CAS &E C$RC9$?0S C0M &$0&0SG

>>> Pr*tica de 6eri(ica'o do F,ncionamento de Reti(ica'o de Meia 0nda e 0nda Com.leta G

>> Pr*tica de 6eri(ica'o do F,ncionamento de (iltro em Fontes de Alimenta'o>H

>> Pr*tica de Reg,lador de ?enso com &iodo Zener>H

> REFERO#C$AS B$BL$0RNF$CAS>H

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,),) ResistoresResistores

1.1 Introduo

0s resistores so com.onentes eletrnicos- ,tili:ados nos circ,itoseletrnicos .ara limitar a circ,la'o de corrente el4trica- atra24s da s,a resist5ncia

&i(icilmente se encontrar* ,m e1,i.amento eletrnico 1,e no ,tili:e resistores

Este Ca.3t,lo- 1,e tratar* dos resistores e c7digos de cores- (oi elaborado

.ara ca.acit*8lo a identi(icar caracter3sticas el4tricas e constr,ti2as dos resistores-

bem como inter.retar 2alores de resist5ncia ex.ressos .or c7digo de cores

Est,de8o atentamente- .ois as in(orma' mostra alg,ns resistores

1.3 Caractersticas dos resistores

0s resistores .oss,em caracter3sticas el4tricas im.ortantes

aQ Resist5ncia hmica

o 2alor es.ec3(ico de resist5ncia do com.onente 0s resistores so

(abricados em 2alores .adroni:ados- estabelecidos .or norma

Ex >H- DH- >DHH

bQ Percent,al de tolerncia

0s resistores esto s,"eitos a di(eren'as no se, 2alor 1,e decorrem do

.rocesso de (abrica'o Estas di(eren'as se sit,am em D (aixas de .ercent,al

H de tolerncia

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>H de tolerncia

TD de tolerncia

T de tolerncia

T> de tolerncia

0s resistores com H- >H e D de tolerncia so considerados resistores

com,ns e os de e > so resistores de .reciso 0s resistores de .reciso so

,sados a.enas em circ,itos onde os 2alores de resist5ncia so cr3ticos

A .ercent,al de tolerncia indica 1,al a 2aria'o de 2alor 1,e o com.onente

.ode a.resentar em rela'o ao 2alor .adroni:ado A di(eren'a no 2alor .ode ser

.ara mais- .or exem.lo- UVHQ o, .ara menos U%HQ do 2alor real o, .adro

A tabela > a.resenta alg,ns 2alores de resistor com o .ercent,al de tolerncia

e os limites entre os 1,ais de2e se sit,ar o 2alor real do com.onente

?abela > 6alor real de alg,ns resistores

Vaor No%ina Toern$ia ./0 Vaor Rea>HHHW >H 8 >H Min >HHH x H-G X GHH

V >H M*x >HHH x >-> X >>HHDHW D 8 D Min DH x H-GD X D

V D M*x DH x >-HD X D>HW > 8 > Min >H x H-GG X >>-

V > M*x >H x >-H> X >>-

A tabela a.resenta os 2alores .adro de (abrica'o de resistores com

tolerncia de D

Encontram8se ainda resistores com os 2alores da tabela m,lti.licados .or

H->Y >HY >HHY >HHHY >HHHHY >HHHHH Exem.los >->Y >HY HHY /Y D/Y

-M

Pela tabela obser2a8se 1,e os 2alores .adroni:ados acrescidos da tolerncia

.ermitem 1,e se obtenha 1,al1,er 2alor de resist5ncia dese"ada ?omando 2alores

consec,ti2os da tabela- t5m8se

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1.4 Simbologia

9tili:ados .ara re.resenta'o dos resistores indicando o s3mbolo o(icial 1,e

de2e ser ,tili:ado no Brasil- seg,ndo a norma AB#?

A 1ig!ra 2 a3ai4omostra os s3mbolos de resistores

#os diagramas- o 2alor do resistor a.arece ao lado do s3mbolo o, no se, interior-

como mostrado na Fig)5

1.5 Tios de Resistores

Existem tr5s ti.os de resistores 1,anto ; constit,i'o

Resistores de (ilme de carbono

Resistores de car2o Uno so mais (abricadosQ

Resistores de (io

Cada ,m dos ti.os tem- de acordo com s,a constit,i'o- caracter3sticas 1,e otornam mais ade1,ados 1,e os o,tros ti.os em s,a classe de a.lica'o A seg,ir-

so a.resentados os .rocessos b*sicos de (abrica'o e a a.lica'o do com.onente

1.5.1 Resistor de %ilme de &arbono

0 resistor de (ilme de carbono- tamb4m conhecido como resistor de .el3c,la-

4 constit,3do .or ,m cor.o cil3ndrico de cermica 1,e ser2e de base .ara a

(abrica'o do com.onente U(ig@Q

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%i'.# &ilindro de cer(mica !sado na confec)*o de resistores de pel+c!la

Sobre o cor.o 4 de.ositada ,ma (ina camada em es.iral- de material resisti2o

U(ilme de carbonoQ 1,e determina o 2alor hmico do resistor U(igDQ

%i'.5 %ilme de carbono em espiral

0s terminais Ulides de conexoQ so colocados nas extremidades do cor.o em

contato com a camada de carbono

0s terminais .ossibilitam a liga'o do elemento ao circ,ito U(igQ

%i'." %ixa)*o dos terminais do resistor

0 cor.o do resistor .ronto recebe ,m re2estimento 1,e d* acabamento na

(abrica'o e isola o (ilme de carbono da a'o da ,midade

A (ig,ra a.resenta ,m resistor .ronto- em corte- a.arecendo ; conexo dos

terminais e o (ilme resisti2o

%i'. 7 Representa)*o de !m resistor em corte

,s caracter+sticas f!ndamentais do resistor de filme de carbono s*o a

precis*o e a estabilidade do -alor resisti-o.

1.5.2 Resistores de &ar-*o

0 resistor de car2o 4 constit,3do .or ,m cor.o cil3ndrico de .orcelana

#o interior da .orcelana so com.rimidas .art3c,las de car2o 1,e de(inem a

resist5ncia do com.onente U(igQ

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Com maior concentra'o de .art3c,las de car2o o 2alor resisti2o do

com.onente 4 red,:ido A.resentam tamanho (3sico red,:ido e os 2alores de

dissi.a'o e resist5ncia no so .recisos Podem ser ,sados em 1,al1,er ti.o de

circ,ito

1.5.3 Resistores de fio

Constit,i8se de ,m cor.o de .orcelana o, cermica 1,e ser2e como base

Sobre o cor.o 4 enrolado ,m (io es.ecial U.or exem.lo- n31,el8cromoQ c,"o

com.rimento e se'o determinam o 2alor do resistor A (ig,ra HG a.resenta ,m

resistor de (io em corte #ela a.arecem os terminais- o (io enrolado e a camada

externa de .rote'o do resistor

%i'. Resistor de %io

0 resistor de (io tem ca.acidade .ara trabalhar com maior 2alores de

corrente Este ti.o de resistor .rod,:- normalmente ,ma grande 1,antidade de calor

1,ando em (,ncionamento

Para (acilitar o res(riamento nos resistores 1,e .rod,:em grandes

1,antidades de calor o cor.o de .orcelana maci'o 4 s,bstit,3do .or ,m t,bo de

.orcelana U(ig >HQ

%i'.10 Resistores !e dissipam m!ito calor

Resistores !e dissipam 'rande !antidade de calor s*o constr!+dos sobre

!m t!bo oco de porcelana para facilitar o resfriamento.

1.! C"digo de Cores #ara Resistores

0 2alor hmico dos resistores e s,a tolerncia .odem ser im.ressos no cor.o

do com.onente- atra24s de an4is coloridos U(ig>>Q

%i'.11 &/di'o de cores impressos no corpo do resistor

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A cor de cada anel e s,a .osi'o com rela'o aos demais an4is-

corretamente inter.retada (ornece dados sobre o 2alor do com.onente

A dis.osi'o das cores em (orma de an4is .ossibilita 1,e o 2alor do

com.onente .ossa ser lido de 1,al1,er .osi'o

1.$ Interretao do C"digo

0 c7digo se com.


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%i'.1# $e'!ndo anel indicando o se'!ndo al'arismo do -alor do resistor

Para o seg,ndo anel- as cores t5m o mesmo signi(icado do >[ anel

0 terceiro anel re.resenta o n!mero de :eros 1,e seg,e aos dois .rimeiros

algarismos- sendo chamado de (ator m,lti.licati2o A (ig,ra >D mostra tr5s exem.los

%i' 15 Terceiro anel indicando o fator m!ltiplicadorA cada n!mero de :eros corres.onde ,ma cor- como mostra a tabela D

?abela D C7digo de cores dos m,lti.licadores

O3ser6a&'o7,s cores -ioleta cina e branco n*o s*o encontradas no 3

anel por !e os resistores padroniados n*o alcan)am -alores !e necessitem de 7

o! eros.0s resistores ,sados como exem.lo esto re.resentados na (ig>

%i' 1" Resistores de "04 3.3004 e 5"0.0004 com c/di'o de cores.

0 1,arto anel colorido re.resenta a tolerncia do resistor A cada .ercent,al

corres.onde ,ma cor caracter3stica- como .ode ser 2isto na tabela

Ta3ea 8 C7digo de cores relati2o a tolerncia

O3ser6a&'o7, a!sncia do !arto anel indica a toler(ncia de 20.

Acrescendo8se ,ma tolerncia de >H aos 2alores dos resistores ,sados

como exem.lo

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H T>H 8 A:,l UQ- cin:a UQ- marrom U>Q- .rateado UT>HQ

HH T>H 8 Laran"a UQ- laran"a UQ- 2ermelho UQ- .rateado UT>H Q

DHHHH T>H 8 6erde UDQ- a:,l UQ- amarelo U@Q - .rateado UT >HQ

1.7.1 Resistores de 1a 10

Para re.resentar resistores de > a >HUexem.lo -Q o c7digo estabelece o

,so da cor &09RA&0 #0 [ A#EL 0 do,rado neste anel indica a exist5ncia da

23rg,la entre os dois .rimeiros n!meros

Seg,em alg,ns exem.los

>- T D 8 Marrom U>Q- cin:a UQ- do,rado- do,rado UTDQ

@- T >H 8 Amarelo U@Q- 2ioleta UQ- do,rado- .rateado UT>HQ

- T H 8 Cin:a UQ- 2ermelho UQ- do,rado- sem cor UTHQ

1.7.2 Resistores abaixo de 1

Para re.resentar resistores abaixo de > Uexem.lo H-Q o c7digo

determina o ,so do PRA?EA&0 #0 [ A#EL 0 .rateado no [ anel signi(ica a

exist5ncia de H- antes dos dois .rimeiros n!meros

Seg,em alg,ns exem.los

H-G T H 8 Laran"a UQ- branco UGQ- .rateado- sem cor UTHQH->D T >H 8 Marrom U>Q- 2erde UDQ- .rateado- .rateado UT>HQ

A tabela a seg,ir a.resenta o c7digo de cores com.leto

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1.7.3 Resistores de 5 anis

Em alg,mas a.lica'Q

%i'. Resistor com cinco anis

6estes resistores os trs primeiros anis s*o d+'itos si'nificati-os o !arto

anel representa o nmero de eros 8fator m!ltiplicati-o9 e o !into anel a toler(ncia

8fi'. 179.

Ta3ea 9 C7digo de cores .ara resistores de cinco an4is

1.% Resistores &'ust()eis

So resistores c,"o 2alor de resist5ncia .ode ser a",stado- dentro de ,ma

(aixa .r48de(inida A Fig),9 mostra alg,ns resistores a",st*2eis

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Fi+,-. :xemplo de resistores a;!st-eis.

Estes ti.os de resistores so ,tili:ados em circ,itos 1,e exigem calibra'o

Existem dois ti.os de resistores a",st*2eis

Resistor a",st*2el de (io UFig),:aQ

?rim.ot UFig),:3Q

Fi+,-/a Resistor a;!st-el de fio. Fi+,-/b Trimpot.

A constit,i'o (3sica dos resistores a",st*2eis no 4 .re.arada .ara s,.ortar

trocas de 2alor (re1entes Este ti.o de com.onente 4 ,tili:ado em .ontos de ,mcirc,ito onde o a",ste 4 (eito ,ma 2e: e no 4 mais alterado


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Esse terminal m72el desli:a em contato el4trico com as es.iras de (io 1,e

constit,em o resistor .odendo ser (ixado na .osi'o dese"ada 0s resistores

a",st*2eis de (io- em geral- dissi.am grande 1,antidade de calor .or1,e trabalham

com correntes ele2adas

Por essa ra:o- normalmente so montados em locais com boa 2entila'o-

sendo ligados ao circ,ito atra24s de cond,tores

1..2 Trimpot

,m ti.o de resistor a",st*2el ,tili:ado em .ontos de a",ste onde as

correntes so .e1,enas Uda ordem de miliam.4res o, menosQ A Fig)2, mostra dois

ti.os de trim.ots

Fi+,0- Tipos de trimpots.

Pelo (ato de dissi.arem .e1,enas 1,antidades de calor- os trim.ots .odem

ser montados no .r7.rio circ,ito onde esto at,ando Existem trim.ots 2erticais e

hori:ontais- de (orma a .ermitir ,ma o.'o .ara ,ma montagem mais ade1,ada acada a.lica'o A Fig)22 mostra trim.ots desses dois ti.os

Fi+,00 Trimpot -ertical e trimpot =oriontal.1.* #otenci+metros

So resistores com deri2a'o 1,e .ermite a 2aria'o do 2alor resisti2o .elo

mo2imento de ,m eixo A Fig)25 mostra alg,ns ti.os de .otencimetros

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Fi+,02 Tipos de potenci>metros.

0s .otencimetros so ,sados nos e1,i.amentos .ara .ermitir a m,dan'a do

regime de o.era'o

Por exem.lo- o .otencimetro de 2ol,me .ermite o a,mento o, dimin,i'o do

n32el de intensidade do som J* o .otencimetro de brilho .ermite o controle de

l,minosidade das imagens

1..1 %!ncionamento

Entre os dois terminais extremos o .otencimetro 4 ,m resistor com,m

Sobre esse resistor desli:a ,m [ terminal- chamado de c,rsor 1,e .ermite ,tili:ar

a.enas ,ma .arte da resist5ncia total do com.onente Ude ,m extremo at4 o c,rsorQ

1..2 $imbolo'ia

A Fig)2< mostra os s3mbolos ,tili:ados .ara re.resentar os .otencimetros-

salientando o s3mbolo normali:ado .ela AB#?

Fig)2< S3mbolos dos .otencimetros

A di(eren'a entre os s3mbolos dos resistores a",st*2eis e .otencimetros

a.arece na .onta do tra'o diagonal

0s com.onentes c,"o 2alor est* s,"eito ; modi(ica'o constante

U.otencimetros ,sados no controle de 2ol,me- .or exem.loQ so denominados

6ari=6eis #os se,s s3mbolos a.arece ,ma seta na .onta do tra'o diagonal

0s com.onentes c,"o 2alor de resist5ncia 4 a",stado na calibra'o e no

so(re mais altera'o- so chamados de a>!st=6eis 0 resistor a",st*2el 4 ,m

exem.lo caracter3stico desse ti.o de com.onente

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1..3 Tipos de Potenci>metros

Existem dois ti.os de .otencimetros

&e (io

&e carbono Ulinear o, logar3tmicoQ

,):)5), POTENCI?METRO DE FIOSobre ,ma tira de (ibra isolante- em (orma de anel so enroladas 2*rias

es.iras de (io es.ecial Ucom resisti2idade ele2adaQ Fixam8se terminais nas

extremidades da (ibra e as .ontas do (io (ormam ,m resistor- con(orme il,strado na

Fig)2@)

Fi+,03 Tira de fibra espira de fio e terminais de !m potenci>metro de fio.

Sobre o to.o da (ibra corre o contato m72el do c,rsor 1,e 4 ligado

mecanicamente ao eixo do com.onente 0 c,rsor 4 ligado ao terminal do

.otencimetro- como mostrado na Fig)28

Fi+,04 ?etal=es dos componentes bsicos de !m potenci>metro

0s .otencimetros de (io .ara circ,itos eletrnicos so encontrados em

2alores de at4 /W de resist5ncias e .ot5ncias de dissi.a'o de at4 @\

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#os .otencimetros de (io a resist5ncia entre o c,rsor e os extremos 2aria

,ni(ormemente com o mo2imento do eixo

Se o eixo (or mo2imentado at4 a metade do c,rso total- a resist5ncia entre o

c,rsor e os extremos 4 a metade da resist5ncia total Por o,tro lado- se o c,rsor (or

mo2imentado de >]@ do c,rso total em rela'o a ,m extremo- a resist5ncia entreeste extremo e o c,rsor 4 >]@ da resist5ncia total Entre o o,tro extremo e o c,rsor

ha2er*- .ortanto ]@ da resist5ncia- como il,strado na Fig)2

Fi+,05 @alores de resistncia para di-ersas posi)Aes do c!rsor.

Com.onentes com esta caracter3stica so chamados de inearesBPortanto-

os .otencimetros de (io sem.re so lineares

6os potenci>metros lineares a -aria)*o da resistncia proporcional ao mo-imento

do eixo .

,):)5)2 POTENCI?METRO DE CARONO .CARV(O0

So semelhantes aos .otencimetros de (io na s,a constr,'o &i(erem

a.enas em ,m as.ecto nos .otencimetros de car2o as es.iras de (io es.ecial Udo

.otencimetro de (ioQ so s,bstit,3das .or ,ma camada de carbono 1,e 4

de.ositada sobre ,ma s,.er(3cie de material isolante- como .ode ser 2isto na

Fig)29

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Fi+,0. ?etal=es constr!ti-os de !m potenci>metro de carbono.0s .otencimetros de carbono .odem ser lineares o, logar3tmicos 0s

.otencimetros de car2o lineares so semelhantes aos de (io- o, se"a- a 2aria'o da

resist5ncia entre ,m extremo e o c,rsor 4 .ro.orcional ao mo2imento do eixo

0s .otencimetros de car2o logar3tmicos se com.ortam de (orma di(erente- com

res.eito ; rela'o entre .osi'o do c,rsor e resist5ncia

I,ando se inicia o mo2imento do c,rsor- a resist5ncia so(re .e1,ena 2aria'o ^

medida 1,e o c,rsor 2ai sendo mo2imentado- a 2aria'o na resist5ncia torna8se cada 2e:

maiorA 2aria'o da resist5ncia entre ,m extremo e o c,rsor 4 des.ro.orcional ao

mo2imento do eixo

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2)2) CAPACITORESCAPACITORES

2), Introd!&'o

0 ca.acitor 4 ,m com.onente ca.a: de arma:enar cargas el4tricas- sendolargamente em.regado nos circ,itos eletrnicos

9m ca.acitor se com.


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0 (enmeno de arma:enamento de cargas .elo ca.acitor .ode ser

com.reendido mais (acilmente analisando o mo2imento de el4trons no circ,ito

Por esta ra:o ser* ,tili:ado o sentido eetrni$o da corrente el4trica no

desen2ol2imento do ass,nto

Conectando8se os terminais do ca.acitor a ,ma (onte de CC- o ca.acitor (icas,"eito ; di(eren'a de .otencial dos .7los da (onte

0 .otencial da bateria a.licado a cada ,ma das armad,ras (a: s,rgir entre

elas ,ma (or'a etri$a1,e nada mais 4 do 1,e ,ma (or'a de atra'o Ucargas de

sinal di(erenteQ o, re.,lso Ucargas de mesmo sinalQ entre cargas el4tricas

0 .7lo .ositi2o da (onte absor2e el4trons da armad,ra ; 1,al est* conectado

en1,anto o .7lo negati2o (ornece el4trons ; o,tra armad,ra- como il,strado na

Fig)5,)

Fi+,2-,bsor)*o de eltrons da armad!ra no polo positi-o e fornecimento de eltrons do ne'ati-o B

armad!ra

A armad,ra 1,e (ornece el4trons ; (onte (ica com 3ons .ositi2os ad1,irindo

,m .otencial .ositi2o e a armad,ra 1,e recebe el4trons da (onte (ica com 3ons

negati2os- ad1,irindo .otencial negati2o- con(orme il,strado na Fig)52

Fi+,20 &ar'as em !m capacitor conectado a !ma fonte20


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$sto signi(ica 1,e ao conectar o ca.acitor a ,ma (onte de CC- s,rge ,ma

di(eren'a de .otencial entre as s,as armad,ras

A tenso .resente nas armad,ras do ca.acitor ter* ,m 2alor to .r7ximo ao

da tenso da (onte 1,e- .ara e(eitos .r*ticos- .ode8se consider*8las ig,ais- como

indicado na Fig)55

Fi+,22 Tens*o das armad!ras i'!al B tens*o da fonte.

Cm capacitor conectado diretamente a !ma fonte de alimenta)*o apresenta entre

s!as armad!ras !ma tens*o !e pode ser considerada i'!al B da fonte.

I,ando o ca.acitor ass,me a mesma tenso da (onte de alimenta'o- di:8se 1,e o

ca.acitor est* $arregado

Se- a.7s ter sido carregado- o ca.acitor (or desconectado da (onte de CC- s,as

armad,ras .ermanecem com os .otenciais ad1,iridos- como il,strado na Fig 5


24/113


Esta ca.acidade de absor2er e manter a energia em s,as armad,ras 4 1,e

de(ine o ca.acitor como sendo ,m arma:enador de cargas el4tricas

A energia arma:enada no ca.acitor na (orma de dese1,il3brio el4trico entre

s,as armad,ras .ode ser rea.ro2eitada

2)2 Des$arga do Ca"a$itor

?omando8se ,m ca.acitor carregado e conectando8se se,s terminais a ,ma

carga- ha2er* ,ma circ,la'o de corrente- .ois o ca.acitor at,a como (onte de

tenso Este com.ortamento .ode ser 2isto na Fig)5@

Fig)5@ &escarga de ,m ca.acitor sobre ,ma carga UresistorQ$sto se de2e ao (ato de 1,e atra24s do circ,ito (echado inicia8se o

restabelecimento do e1,il3brio el4trico entre as armad,ras

0s el4trons em excesso em ,ma das armad,ras mo2imentam8se .ara a o,tra

onde h* (alta de el4trons- at4 1,e se restabele'a o e1,il3brio de .otencial entre elas-

como il,strado na Fig) 58

22


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Fig) 58 El4trons nas armad,ras

&,rante o tem.o em 1,e o ca.acitor se descarrega- a tenso entre s,as

armad,ras dimin,i .or1,e o n!mero de 3ons restantes em cada armad,ra 4 cada

2e: menor A.7s alg,m tem.o- a tenso entre as armad,ras 4 to .e1,ena 1,e

.ode ser considerada :ero

D!ando !m capacitor est em descar'a a tens*o entre as s!as armad!ras

dimin!i at praticamente ero .

2)5 Ca"a$itn$ia

A ca.acidade de arma:enamento de cargas de ,m ca.acitor de.ende dos

seg,intes *rea com,m entre as armad,ras- es.ess,ra do diel4trico e nat,re:a do

diel4trico

2.3.1 Erea das ,rmad!ras

I,anto maior a *rea das armad,ras- maior a ca.acidade de arma:enamento

de ,m ca.acitor

2.3.2 :spess!ra do ?ieltrico

I,anto mais (ino o diel4trico- mais .r7ximas esto ;s armad,ras 0 cam.o

el4trico (ormado entre as armad,ras 4 maior e a ca.acidade de arma:enamento

tamb4m

23


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2.3.3 6at!rea do ?ieltrico

I,anto maior a ca.acidade de isola'o do diel4trico- maior a ca.acidade de

arma:enamento do ca.acitor

A ca.acidade de ,m ca.acitor de arma:enar cargas 4 denominada de

ca.acitncia UCQ se de(ine sendo a ra:o entre a carga el4trica a armad,ra UIQ .eladi(eren'a de .otencial entre elas U6Q

V

QC =

D!anto maior a capacit(ncia maior a capacidade de armaenamento de

car'as.

A ,nidade de medida de ca.acitncia 4 o 1arad e 4 re.resentada .ela letra F)

Entretanto- a ,nidade (arad 4 extremamente grande- o 1,e le2a ao ,so de

s,bm!lti.los dessa ,nidade

A Ta3ea < a.resenta os s3mbolos re.resentati2os de cada s,bm!lti.lo e o

se, 2alor com rela'o ; ,nidade

?abela @ 8 S,bm!lti.los do (arad

A con2erso de 2alores entre as s,b,nidades 4 (eita da mesma (orma 1,e as

o,tras grande:as

A seg,ir tem8se- alg,ns exem.los de con2erso

>Q >_F 4 o mesmo 1,e >HHHnF DQ HnF 4 o mesmo 1,e H-_F

Q nF 4 o mesmo 1,e HHH.F Q >HH.F 4 o mesmo 1,e >-nF

Q nF 4 o mesmo 1,e H-H_F Q @HHH.F 4 o mesmo 1,e @nF

@Q >DH.F 4 o mesmo 1,e H->DnF Q @HHH.F 4 o mesmo 1,e H-H@_FA ca.acitncia 4 ,m dos itens 1,e es.eci(ica ,m ca.acitor

2)< Ti"os de Ca"a$itores

At,almente encontra8se no mercado ,m grande n!mero de ti.os de

ca.acitores- em.regando os mais di2ersos materiais

Estes ca.acitores .odem ser res,midos em 1,atro ti.os b*sicos

Ca.acitores (ixos des.olari:ados24


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Ca.acitores a",st*2eis

Ca.acitores 2ari*2eis

Ca.acitores eletrol3ticos

A Fig)5 mostra alg,ns ca.acitores na s,a (orma real

Fi+,25,l'!ns tipos de capacitores.

2.#.1 &apacitores %ixos ?espolariados

A.resentam ,m 2alor de ca.acitncia es.ec3(ico- 1,e no .ode ser alterado

A Fig)59 mostra o s3mbolo ,sado .ara re.resentar os ca.acitores (ixosdes.olari:ados

Fi+,2. $+mbolo dos capacitores fixos despolariados.

A Fig)5: mostra di2ersos ti.os de ca.acitores (ixos

Fi+,2/ ?i-ersos tipos de capacitores fixosF 8a9 stiroflex 8b9 cer(mica e 8c9 polister

25


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Estes ca.acitores se caracteri:am .or ser des.olari:ado- o, se"a- 1,al1,er

,ma das s,as armad,ras .ode ser ligada tanto a .otenciais .ositi2os como

negati2os

&apacitores despolariados n*o tm polaridade especificada para li'a)*o.

Alg,ns ca.acitores (ixos .odem a.resentar8se na 2erso axial com os doisterminais nas extremidades o, radial com os dois terminais no mesmo lado do

cor.o A Fig)


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Fi+,60 &apacitor -ari-el e se! s+mbolo.

Encontram8se ainda ca.acitores 2ari*2eis m!lti.los 1,e se constit,em de dois

o, mais ca.acitores 2ari*2eis acionados .elo mesmo eixo A Fig)


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cermica 0 diel4trico dos ca.acitores eletrol3ticos 4 ,m .re.arado 1,3mico

chamado de eletr7lito 1,e oxida .ela a.lica'o de tenso el4trica- isolando ,ma

armad,ra da o,tra A ,tili:a'o do eletr7lito .ermite a red,'o da distncia entre as

armad,ras a 2alores m3nimos- o 1,e .ossibilita a obten'o de maiores 2alores de

ca.acitncia Udesde >_F at4 os 2alores maiores 1,e HHHHH_FQ 0 ca.acitor 4selado em ,m in27l,cro de al,m3nio 1,e isola as armad,ras e o eletr7lito da a'o da

,midade

0s ca.acitores eletrol3ticos a.resentam alg,mas des2antagens 1,e so

decorrentes do se, .rocesso de (abrica'o So elas

Polaridade

Altera'o de ca.acitncia

?olerncia

2)


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#o com.onente- a .olaridade 4 ex.ressa de d,as (ormas .or ,m chan(ro na

carca'a- 1,e indica o terminal .ositi2o o, .elo sinal .ositi2o UVQ im.resso no cor.o-

como il,strado na Fig)


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Existem dois ti.os de ca.acitores eletrol3ticos- 1,e esto relacionados com o

ti.o de diel4trico em.regado

Ca.acitor eletrol3tico de 7xido de al,m3nio

Ca.acitor eletrol3tico de 7xido de tntalo

A Fig)


33/113


Em geral- nesses ca.acitores o in27l,cro externo o, carca'a 4 com,m a

todos os ca.acitores

Ca.acitores eletrol3ticos como os da Fig)


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5)5) Trans1or%adoresTrans1or%adores

5), Introd!&'o

0 trans(ormador 4 ,m dis.ositi2o 1,e .ermite ele2ar o, abaixar os 2alores detenso em ,m circ,ito CA A maioria dos e1,i.amentos eletrnicos em.rega

trans(ormadores .ara ele2ar o, abaixar tens


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Fi+, 30H tens*o ind!ida no sec!ndrio

8bser%aoF ,s bobinas primria e sec!ndria s*o eletricamente isoladas

entre si. , transferncia de ener'ia de !ma para o!tra se d excl!si-amente atra-s

das lin=as de for)as ma'nticas.

A tenso ind,:ida no sec,nd*rio 4 .ro.orcional ao n!mero de linhas

magn4ticas 1,e cortam a bobina sec,nd*ria e ao n!mero de s,as es.iras Por isso-

o .rim*rio e o sec,nd*rio so montados sobre ,m n!cleo de material

(erromagn4tico- con(orme a 1ig) @5

Fi+,32H ncleo de material ferroma'ntico

Esse n!cleo tem a (,n'o de dimin,ir a dis.erso do cam.o magn4tico-

(a:endo com 1,e o sec,nd*rio se"a cortado .elo maior n!mero .oss32el de linhas

magn4ticas Como conse15ncia- obt4m8se ,ma trans(er5ncia melhor de energia

entre .rim*rio e sec,nd*rio 6e"a na 1ig) @


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3.2 Rea&'o de Trans1or%a&'o

Como "* 2imos- a a.lica'o de ,ma tenso CA ao .rim*rio de ,m

trans(ormador ca,sa o a.arecimento de ,ma tenso ind,:ida em se, sec,nd*rio

A,mentando8se a tenso a.licada ao .rim*rio- a tenso ind,:ida no sec,nd*rio

a,menta na mesma .ro.or'o Essa rela'o entre as tens>H 1,anto de H6 $sso 4 .oss32el atra24s da sele'o (eita .or

meio de ,ma cha2e sit,ada na .arte .osterior do a.arelho

#a maioria dos casos- essa cha2e est* ligada ao .rim*rio do trans(ormador

&e acordo com .osi'o da cha2e- o .rim*rio 4 .re.arado .ara receber >>H e H6

da rede el4trica e (ornece o mesmo 2alor da tenso ao sec,nd*rio

Existem dois ti.os de trans(ormadores c,"o .rim*rio .ode ser ligado .ara >>H

e H6

?rans(ormador >>H]H6 com .rim*rio a tr5s (iosY

?rans(ormador >>H]H6 com .rim*rio a 1,atro (ios

3.3.1 Transformador com primrio a trs fios.

0 .rim*rio do trans(ormador a tr5s (ios 4 constit,3do .or ,ma bobina .ara

H6 com ,ma deri2a'o central- 1ig) @:

35


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Essa deri2a'o .ermite 1,e se ,tili:e a.enas ,ma das metades do .rim*rio-

de modo 1,e >>H6 se"am a.licados entre ,ma das extremidades da bobina e a

deri2a'o central- 1ig) 8;)

6e"a na 1ig!ra 8,a re.resenta'o es1,em*tica dessa liga'o

A cha2e ,sada .ara sele'o >>H]H 4 normalmente desli:ante- de d,as

.osi'H6- eletricamente isoladas entre si- con(orme (ig,ra 1ig) 8 em .onte com $ na rede- F> em .onte com F na

rede- 1ig) 88

I,ando a cha2e `` est* na .osi'o >>H6- os terminais $>- $- F> e F so

conectados em .aralelo ; rede- 1ig) 8)

36


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I,ando a cha2e `` est* na .osi'o H6- os terminais $> e F (icam ligados

; rede .or meio da cha2e- 1ig) 89)

5)< Rea&'o de 1ase entre as tenses do "ri%=rio e do se$!nd=rio

A tenso no sec,nd*rio 4 gerada 1,ando o (l,xo magn4tico 2ari*2el corta ases.iras do sec,nd*rio Como a tenso ind,:ida 4 sem.re o.osta ; tenso ind,tora-

a tenso no sec,nd*rio tem sentido contr*rio ; do .rim*rio

$sto signi(ica 1,e a tenso no sec,nd*rio est* de(asada >H[ da tenso no

.rim*rio- o, se"a- 1,ando a tenso no .rim*rio a,menta n,m sentido- a tenso do

sec,nd*rio a,menta no sentido o.osto- 1ig) 8:

a0 Ponto de Re1erHn$ia

Considerando8se a bobina do sec,nd*rio de ,m trans(ormador ligado em CA-

obser2a8se 1,e cada momento ,m terminal 4 .ositi2o e o o,tro 4 negati2o A.7s

alg,m tem.o- existe a troca de .olaridade 0 terminal 1,e era .ositi2o torna8se

negati2o e 2ice82ersa- 1ig);

#os e1,i.amentos eletrnicos 4 com,m ,m dos terminais do trans(ormador

ser ,sado como re(er5ncia- ligado ao terra do circ,ito #esse caso- o .otencial do

terminal aterrado 4 considerado como sendo H6- no a.resentando .olaridade

$sto .or4m- no signi(ica 1,e no ocorra a troca de .olaridade no sec,nd*rio

Em ,m semiciclo da rede- o terminal li2re 4 .ositi2o em rela'o ao terminal aterrado

Ure(er5nciaQ #o o,tro semiciclo- o terminal li2re 4 negati2o em rela'o ao terminal de

re(er5ncia- 1ig) ,

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Fi+,53 &onfi'!ra)*o eletr>nica dos tomos de sil+cio e 'erm(nio

0s *tomos 1,e t5m 1,atro el4trons na camada de 2al5ncia tendem a se

arran"ar ordenadamente na (orma'o do material seg,ndo ,ma estr,t,ra cristalina

com *tomos 2i:inhos com.artilhando se,s el4trons de 2al5ncia- con(orme il,strado

na Fig)8

Fi+,54 &ompartil=amento de eltrons de -alncia entre dois tomos de sil+cio.

0 com.artilhamento de el4trons entre *tomos tetra2alentes em ,ma estr,t,ra

cristalina 4 il,strado na Fig)a Esse ti.o de liga'o 1,3mica recebe a denomina'o

de iga&'o $o6aente- sendo re.resentada simbolicamente .or dois tra'os

interligando cada .ar de n!cleos- como mostrado na Fig)3

Fi+,55 &ompartil=amento de eltrons entre tomos li'ados co-alentemente em !ma estr!t!ra

cristalina e a representa)*o simb/lica correspondente.

#as liga'


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cristalinas .,ras- com.ostas ,nicamente .or liga'


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Fi+,.1 ?opa'em de sil+cio com tomo de f/sforo.

Como mostrado na Fig)9;- o 1,into el4tron de 2al5ncia do *tomo de (7s(oro

no .artici.a de nenh,ma liga'o co2alente- .ois no existe ,m seg,ndo el4tron de

2al5ncia dis.on32el nos *tomos 2i:inhos 1,e .ossibilite a (orma'o dessa liga'o

Esse el4tron extra .ode- .ortanto- ser (acilmente liberado .elo *tomo de (7s(oro-

.assando a transitar li2remente atra24s da estr,t,ra do cristal semicond,tor

Com a adi'o de im.,re:as- e conse1ente a,mento no n!mero de el4trons

li2res- con(orme il,strado na Fig)9,- o cristal 1,e era .,ro e isolante .assa a ser

cond,tor de corrente el4trica im.ortante obser2ar 1,e embora o material tenha

sido do.ado- o n!mero total de el4trons .ermanece ig,al ao n!mero total de .r7tons

no cristal- de (orma 1,e o %ateria $ontin!a eetri$a%ente ne!tro

Fi+,.- :ltrons li-res no sil+cio dopado com f/sforo.

0 semicond,tor do.ado com *tomos contendo excesso de ,m o, mais el4trons na

camada de 2al5ncia recebe a denomina'o de se%i$ond!tor ti"o n- .ois nesses

materiais a corrente el4trica 4 cond,:ida .redominantemente .or cargas negati6as

Essa cond,'o el4trica ocorre inde.endentemente da .olaridade da tenso a.licada

entre as extremidades do material semicond,tor- con(orme il,strado na Fig)92

43


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Fi+,.0 &orrente de eltrons em !m semicond!tor tipo n.

#.3.2 $emicond!tor Tipo p

I,ando os *tomos introd,:idos na estr,t,ra cristalina do semicond,tor

exibem de(ici5ncia de ,m el4tron de 2al5ncia relati2amente ao n!mero de el4trons

da camada mais externa de cada *tomo do cristal- (orma8se ,m se%i$ond!tor ti"o

$

0 *tomo de 3ndio- .or exem.lo- 1,e tem tr5s el4trons na camada de 2al5ncia-

1,ando ,tili:ado no .rocesso de do.agem do sil3cio d* origem a ,m semicond,tor

ti.op- con(orme il,strado na Fig)95

fi+,.2 ?opa'em de sil+cio com tomo de +ndio

Como se .ode obser2ar na Fig)95- o *tomo de 3ndio se acomoda na estr,t,ra

cristalina- (ormando tr5s liga'


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el4tron 1,e com.oria o .ar necess*rio ; (orma'o da1,ela liga'o com o *tomo de

3ndio Essa a,s5ncia de el4tron de liga'o 4 denominada de a$!na

A exist5ncia de lac,nas no semicond,tor .ermite 1,e ha"a ,m mecanismo de

cond,'o distinto da1,ele obser2ado em ,m semicond,tor ti.o n #o caso do

semicond,tor ti.o n os el4trons adicionais res,ltantes do .rocesso de do.agem.odem transitar li2remente no interior do material Por o,tro lado- 1,ando a

do.agem .rod,: lac,nas no semicond,tor- ,m el4tron .ro2eniente de ,ma liga'o

co2alente s7 .oder* transitar .ara ,m .onto do cristal onde ha"a ,ma lac,na

dis.on32el

Esse mecanismo de cond,'o est* il,strado na Fig)9


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&e acordo com esse .onto de 2ista- as lac,nas em ,m semicond,tor do.ado

se com.ortam e(eti2amente como cargas .ositi2as 1,e .odem transitar em ,m

cristal 1,ando este est* s,bmetido a ,ma tenso externamente a.licada

0 semicond,tor do.ado com *tomos contendo de(ici5ncia de ,m o, mais

el4trons na camada de 2al5ncia recebe a denomina'o de se%i$ond!tor ti"o $-.ois nesses materiais a corrente el4trica 4 cond,:ida .redominantemente .or

lac,nas 1,e se com.ortam como .ortadores de carga "ositi6a d,rante o .rocesso

de cond,'o el4trica

Como no .rocesso de cond,'o el4trica de ,m semicond,tor ti.o n- o

mo2imento de lac,nas em ,m semicond,tor ti.op- s,bmetido a ,ma dd.- ocorre

inde.endentemente da .olaridade da tenso a.licada entre as extremidades do

materialAnalisando8se as .ro.riedades b*sicas de semicond,tores do.ados- nota8se

1,e o n!mero de el4trons em ,m semicond,tor ti.o n- o, lac,nas em ,m

semicond,tor ti.o p- cresce com o a,mento do n!mero de *tomos de im.,re:as

introd,:idas no cristal Com o a,mento do n!mero de .ortadores de carga- a,menta

a cond,ti2idade el4trica do material &essa (orma- torna8se .oss32el alterar de (orma

controlada a cond,ti2idade el4trica de ,m semicond,tor- e(et,ando8se a dosagem

ade1,ada da 1,antidade de do.agem do cristal d,rante a eta.a de (abrica'o

Essa caracter3stica de controle externo de cond,ti2idade .ossibilita o ,so de

cristais semicond,tores como mat4ria .rima na (abrica'o de com.onentes

eletrnicos- incl,indo diodos- transistores- circ,itos integrados etc- bem como na

constr,'o de dis.ositi2os o.toeletrnicos- tais como (otodetetores- diodos

emissores de l,: e lasers semicond,tores

A cond,ti2idade el4trica de ,m semicond,tor .ode ser controlada .ela

dosagem ade1,ada da 1,antidade de do.agem do cristal- d,rante a eta.a de

(abrica'o


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des(a: .or esse .rocesso .ro.icia- .ortanto- a gera'o de ,m .ar el4tron]lac,na a

mais na estr,t,ra do cristal- con(orme il,strado na Fig)9@

fi+,.3 Kera)*o por a!ecimento de pares eltronLlac!na em !m semicond!tor.

0 a,mento do n!mero de .ortadores de2ido ao a1,ecimento do cristal

a,menta s,a cond,ti2idade- .ermitindo assim 1,e se obtenha ,m maior (l,xo de

corrente no material

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@)@) Diodo Se%i$ond!torDiodo Se%i$ond!tor

0 diodo semicond,tor 4 ,m com.onente 1,e .ode com.ortar8se como

cond,tor o, isolante el4trico- de.endendo da (orma como a tenso 4 a.licada aos

se,s terminais Essa caracter3stica .ermite 1,e o diodo semicond,tor .ossa ser

,tili:ado em di2ersas a.lica'!n&'o$n

fi+,.4 ?iodo semicond!tor.

Con(orme il,strado na Fig)9- logo a.7s a (orma'o da ",n'o pn- alg,ns

el4trons li2res se di(,ndem do semicond,tor ti.o n .ara o semicond,tor ti.op

0 mesmo .rocesso ocorre com alg,mas lac,nas existentes no semicond,tor

ti.op 1,e di(,ndem .ara o semicond,tor ti.o n

Fi+,.5 ?if!s*o de eltrons e lac!nas lo'o ap/s a forma)*o da ;!n)*o pn.

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&,rante o .rocesso de di(,so- .arte dos el4trons li2res se recombinam com

lac,nas na regio .r7xima ; ",n'o A dimin,i'o do n!mero de el4trons li2res

existentes inicialmente do lado n 1,e conseg,iram se di(,ndir e recombinar com as

lac,nas no ladop- .rod,: ,ma regio de cargas .ositi2as do lado n e negati2as do

ladop da ",n'oCon(orme il,strado na Fig)99- as cargas .rod,:idas nas .roximidades da

",n'o so cargas (ixas ; rede cristalina Essa regio de cargas .r7xima ; ",n'o 4

denominada regi'o de $argas des$o3ertas o, regi'o de de"e&'o

fi+,.. Re'i*o de car'as descobertas nas proximidades da ;!n)*o pn.

Com o a.arecimento da regio de de.le'o- o trans.orte de el4trons .ara o

ladop 4 blo1,eado- .ois estes so re.elidos da regio negati2amente carregada do

lado p. 0 mesmo e(eito se a.lica .ara lac,nas c,"o trans.orte .ara o lado n 4

re.elido .elas cargas .ositi2as existentes no lado n da ",n'o

Portanto- imediatamente a.7s a (orma'o da ",n'o- ,ma di(eren'a de

.otencial .ositi2a 4 gerada entre os lados n ep Essa 3arreira de "oten$ia .re2ine

a contin,a'o do trans.orte de .ortadores atra24s da ",n'opn no .olari:ada

Gmediatamente ap/s a forma)*o da ;!n)*o pn aparece !ma barreira de

potencial !e positi-a do lado n e ne'ati-a do lado p da ;!n)*o.

A tenso @B .ro.orcionada .ela barreira de .otencial no interior do diodo-

de.ende do material ,tili:ado na s,a (abrica'o 6alores a.roximados .ara os

diodos de germnio e sil3cio so @B X H- 6 e @B X H- 6- res.ecti2amente

#o 4 .oss32el medir diretamente o 2alor de @B a.licando ,m 2olt3metro

conectado aos terminais do diodo- .or1,e essa tenso existe a.enas em ,ma

.e1,ena regio .r7xima ; ",n'o #o todo- o com.onente 4 eletricamente ne,tro-

,ma 2e: 1,e no (oram acrescentados nem retirados .ortadores do cristal

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5.2 &secto e Reresentao do ,iodo

0 diodo semicond,tor 4 re.resentado em diagramas de circ,itos eletrnicos

.elo s3mbolo il,strado na Fig)9:) 0 terminal da seta re.resenta o material p-

denominado de anodo do diodo- en1,anto o terminal da barra re.resenta o material

n- denominado de $atodo do diodo

fi+,./ Representa)*o do diodo

A identi(ica'o dos terminais do com.onente real .ode a.arecer na (orma de

,m s3mbolo im.resso sobre o cor.o do com.onente o, alternati2amente- o c*todo

do diodo .ode ser identi(icado atra24s de ,m anel im.resso na s,.er(3cie do

com.onente- con(orme il,strado na Fig) :;

Fi+,/1 %ormas de identifica)*o dos terminais do diodo semicond!tor para dois tipos com!ns de

encaps!lamento.

0bser2a8se 1,e o com.ortamento de 1,al1,er com.onente eletrnico de.ende

diretamente da s,a tem.erat,ra de trabalho Essa de"endHn$ia tr%i$a 4 ,m (ator

im.ortante 1,e de2e ser considerado 1,ando se .ro"eta o, se montam circ,itos com

esses com.onentes

5.3 &licao de Tenso sobre o ,iodo

A a.lica'o de tenso sobre o diodo estabelece a (orma como o com.onente

se com.orta eletricamente A tenso .ode ser a.licada ao diodo .ela "oariKa&'o

direta o, .ela "oariKa&'o in6ersa do com.onente- con(orme examinado a seg,ir

5.3.1 Polaria)*o ?ireta

Polari:a'o direta 4 ,ma condi'o 1,e ocorre 1,ando o lado p 4 s,bmetido a

,m .otencial .ositi2o relati2o ao lado n do diodo- con(orme il,strado na Fig) :,50


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#essa sit,a'o- o .7lo .ositi2o da (onte re.ele as lac,nas do material p em dire'o

ao .7lo negati2o- en1,anto os el4trons li2res do lado n so re.elidos do .7lo

negati2o em dire'o ao .7lo .ositi2o

fi+,/- ?iodo s!bmetido B polaria)*o direta.

#a sit,a'o il,strada na Fig):2B o 2alor da tenso a.licada ao diodo 4 in(erior

ao 2alor @B da barreira de .otencial #essa condi'o- a maior .arte dos el4trons e

lac,nas no t5m energia s,(iciente .ara atra2essar a ",n'o

Fi+,/0 ?iodo sob polaria)*o direta para @M@N.

Se a tenso a.licada aos terminais do diodo excede o 2alor da barreira de

.otencial- lac,nas do ladop e el4trons do lado n ad1,irem energia s,.erior ;1,ela

necess*ria .ara s,.erar a barreira de .otencial- .rod,:indo como res,ltado ,m

grande a,mento da corrente el4trica atra24s do diodo- como mostrado na Fig) :5

Fi+,/2 ?iodo sob polaria)*o direta para @ O @N.

I,ando o diodo est* .olari:ado diretamente- cond,:indo corrente el4trica sob

a condi'o @ @B- di:8se 1,e o diodo est= e% $ond!&'o51


54/113


9m diodo est* em cond,'o 1,ando .olari:ado diretamente sob a condi'o 6

6 B

5.3.2 Polaria)*o Gn-ersa

A .olari:a'o in2ersa de ,m diodo ocorre 1,ando o lado n (ica s,bmetido a

,m .otencial .ositi2o relati2o ao ladop do com.onente- como mostrado na Fig):


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5.4 Comarao entre ,iodo Ideal /ersus ,iodo Real

sem.re con2eniente modelar ,m determinado com.onente eletrnico

atra24s de se, $ir$!ito e!i6aente 0 circ,ito e1,i2alente 4 ,ma (erramenta

largamente ,tili:ada em eletrnica .ara re.resentar ,m com.onente com

caracter3sticas no com,ns- .or ,m circ,ito consistindo de com.onentes mais

sim.les- tais como interr,.tores- resistores- ca.acitores etc

#o caso do diodo semicond,tor- o circ,ito e1,i2alente se torna bastante

sim.li(icado 1,ando o diodo 4 considerado ideal- con(orme descrito a seg,ir

5.#.1 < ?iodo $emicond!tor Gdeal

Por diodo ideal entende8se ,m dis.ositi2o 1,e a.resenta caracter3sticas

ideais de cond,'o e blo1,eio9m diodo ideal- .olari:ado diretamente- de2e cond,:ir corrente el4trica sem

a.resentar resist5ncia- com.ortando8se como ,m interr,.tor (echado- como il,strado

na seg,nda linha da Ta3ea , 0 interr,.tor (echado 4- .ortanto- o circ,ito

e1,i2alente .ara o diodo ideal em cond,'o

Polari:ado in2ersamente- o diodo semicond,tor ideal de2e com.ortar8se

como ,m isolante .er(eito- im.edindo com.letamente o (l,xo de corrente 0

interr,.tor aberto il,strado na terceira linha da Ta3ea , 4- .ortanto- o circ,ito

e1,i2alente .ara o diodo ideal na condi'o de corte

Em res,mo- o diodo ideal com.orta8se como ,m interr,.tor- c,"o estado 4

controlado .ela tenso a.licada aos se,s terminais

!abela - &irc!itos e!i-alentes para o diodo ideal.

5.#.2 < ?iodo $emicond!tor Real

0 diodo ideal 4 ,m modelo sim.li(icado do diodo real- .ois na1,ele modelo

alg,ns .armetros relacionados ; (abrica'o e ;s .ro.riedades de materiais

53


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semicond,tores so des.re:ados Modelos mais real3sticos do diodo o.erando em

cond,'o o, em blo1,eio so descritos a seg,ir

a0 Diodo e% $ond!&'o

Com res.eito ;s caracter3sticas de cond,'o do diodo semicond,tor- de2e8se

le2ar em conta 1,e o diodo entra em cond,'o e(eti2a a.enas a .artir do momentoem 1,e a tenso da (onte externa atinge ,m 2alor ligeiramente s,.erior ao 2alor @B

da barreira de .otencial

&e2e8se tamb4m considerar a exist5ncia de ,ma resist5ncia el4trica atra24s

da ",n'o 1,ando o diodo est* sob .olari:a'o direta Essa resist5ncia existe em

1,al1,er semicond,tor- de2ido a colis


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Fi+,/5 &irc!ito com diodo s!bmetido B cond!)*o e clc!lo do erro cometido ao se !tiliar o diodo

ideal como modelo.

30 Diodo e% 3o!eio

E(eitos associados ; te%"erat!ra e a a3sor&'o de 1tons nas .roximidades

da ",n'o de ,m diodo .ossibilitam a gera'o de ,ma .e1,ena 1,antidade de

"ortadores %inorit=rios- o, mais .recisamente- lac,nas no lado n e el4trons li2res

no lado p Conse1entemente- sem.re existe ,ma $orrente de 1!ga- 1,ando o

diodo 4 in2ersamente .olari:ado- corres.ondendo ; .assagem de .ortadores

minorit*rios atra24s da ",n'o Essa corrente de (,ga 4 geralmente da ordem de

alg,ns microam.res- o 1,e indica 1,e a resist5ncia da ",n'o in2ersamente

.olari:ada .ode chegar a 2*rios megahoms

0 diodo em blo1,eio .ode- .ortanto- ser modelado a .artir do circ,ito

e1,i2alente mostrado na Fig):9

Fi+,/. &irc!ito e!i-alente para o diodo em blo!eio

5.5 Cur)a Caracterstica do ,iodo

0 com.ortamento de 1,al1,er com.onente eletrnico .ode ser ex.resso

atra24s de ,ma $!r6a $ara$terJsti$a o, $!r6a 9I 1,e re.resenta a rela'o entre

tenso e corrente atra24s dos terminais do com.onente &essa (orma- .ara cada

55


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2alor da tenso a.licada- .ode8se- a .artir dos dados da c,r2a caracter3stica- obter o

2alor da corrente 1,e (l,i no dis.ositi2o e 2ice82ersa A c,r2a caracter3stica do diodo

ser2e .ara determinar se, com.ortamento real 1,al1,er 1,e se"a o se, estado de

.olari:a'o- con(orme examinado a seg,ir

a0 Regi'o de $ond!&'o

&,rante a cond,'o- ,ma corrente Gd (l,i atra24s do diodo- con(orme il,strado

na Fig)::)A medida 1,e a,menta a corrente in"etada Gd- a 1,eda de tenso @d -

obser2ada atra24s dos terminais do diodo- a,menta m,ito .o,co em rela'o ao

2alor @B- como conse15ncia do baix3ssimo 2alor da resist5ncia de cond,'o do

diodo

Fi+,// Jodelo do diodo no re'ime de cond!)*o e par(metros !tiliados na defini)*o da c!r-a

caracter+stica.

9ma re.resenta'o gr*(ica dessa rela'o tenso corrente .ara o caso do

diodo de sil3cio 4 mostrada na Fig),;;) #essa re.resenta'o- a c,r2a caracter3sticado diodo 4 obtida sim.lesmente .ela ,nio de todos os .ontos re.resentati2os dos

.ares de 2alores .oss32eis de corrente Gd e tenso @d- atra24s do diodo no regime

de cond,'o

fi+,-11&!r-a caracter+stica do diodo de sil+cio no re'ime de cond!)*o56


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A obten'o do 2alor de tenso 6H 1,e corres.onde a ,m dado 2alor de

corrente GH- 4 (eita con(orme il,strado na Fig),;,&e2e8se tra'ar inicialmente ,ma

linha hori:ontal a .artir do .onto sobre o eixo 2ertical corres.ondente ao 2alor $H

Essa linha interce.ta a c,r2a no .onto P indicado na Fig),;,) ?ra'ando8se a

.artir de P ,ma linha 2ertical- obt4m8se a interse'o com o eixo hori:ontal no .onto

@H 1,e 4 o 2alor dese"ado da 1,eda de tenso nos terminais do diodo Atra24s da

c,r2a 2eri(ica8se tamb4m 1,e- en1,anto a tenso sobre o diodo no ,ltra.assa ,m

2alor limite- 1,e corres.onde ao .otencial da barreira @B- a corrente atra24s do

diodo .ermanece m,ito .e1,ena Essa condi'o est* indicada na Fig),;2- .ara ,m

ti.o de diodo de sil3cio- onde Gd mA .ara @d H- 6 A .artir do 2alor limite @B X

H- 6- a corrente atra24s do diodo .ode a,mentar s,bstancialmente sem 1,e isso

ca,se ,m a,mento signi(icati2o na 1,eda de tenso atra24s do diodo 6eri(ica8se-

.ortanto- 1,e na (aixa de 2alores @d H-6- o diodo com.orta8se .raticamente como

,m resistor de baix3ssima resist5ncia

fi+,-10 &!r-a caracter+stica para !m tipo com!m de diodo de sil+cio.

30 Regi'o de 3o!eio

57


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Como disc,tido anteriormente- existe ,ma corrente de (,ga 1,ando o diodo 4

in2ersamente .olari:ado Essa corrente de (,ga a,menta gradati2amente com o

a,mento da tenso in2ersa nos terminais do diodo Esse com.ortamento .ode ser

obser2ado na regio de tens microam.4re negati2o

Fi+,-12 Krfico exibindo a por)*o da c!r-a caracter+stica em !e o diodo in-ersamente polariado.

Como em .olari:a'o direta a corrente 4 ti.icamente mais de >HHH 2e:es

s,.erior ao 2alor da corrente de .olari:a'o in2ersa- a re.resenta'o das d,as

regi


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Fi+,-16 &!r-a caracter+stica de !m diodo de sil+cio com escala -ertical d!pla para detal=ar os

re'imes de polaria)*o direta e in-ersa.

5.! 0imites de erao do ,iodo

0s limites de o.era'o do diodo em cc estabelecem os 2alores m*ximos de

tenso e corrente 1,e .odem ser a.licados ao com.onente em circ,itos de corrente

cont3n,a- sem .ro2ocar danos a s,a estr,t,ra

Analisando o com.ortamento do diodo no regime de cond,'o- 2eri(ica8se

1,e a corrente de cond,'o 4 o (ator diretamente in(l,enciado .elo circ,ito de

alimenta'o do diodo A 1,eda de tenso nos terminais do diodo no regime de

cond,'o 4 .raticamente inde.endente do circ,ito- mantendo8se em ,m 2alor

.r7ximo ao 2alor do .otencial da barreira do dis.ositi2o- o, se"a- H- 6 .ara o sil3cio

e H- 6 .ara o germnio

#o regime de .olari:a'o in2ersa- a tenso atra24s do diodo 4 o .armetro

diretamente in(l,enciado .elo circ,ito de alimenta'o A corrente de (,ga no 4 m,ito

in(l,enciada .elo circ,ito externo .ois de.ende a.enas das .ro.riedades materiais

do diodo

&essa (orma- os limites de o.era'o do diodo so de(inidos .ela $orrente de

$ond!&'o %=4i%a e tens'o in6ersa %=4i%a descritas a seg,ir

5.".1 &orrente de cond!)*o mxima

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A corrente m*xima de cond,'o de ,m diodo 4 (ornecida .elo (abricante em

,m (olheto de es.eci(ica'


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5.$ Teste ,iodos semicondutores

As condi'


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$denti(ica'o do anodo e catodo de ,m diodo Em m,itas ocasi


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8)8) Reti1i$a&'oReti1i$a&'o

Reti1i$a&'o 4 o nome dado ao .rocesso de trans(orma'o de corrente

alternada UcaQ em corrente cont3n,a UccQ Esse .rocesso 4 ,tili:ado com a (inalidade

de .ermitir 1,e e1,i.amentos de corrente cont3n,a se"am alimentados a .artir da

rede el4trica 1,e 4 dis.on32el a.enas na (orma de corrente alternada

A reti1i$a&'o de %eia onda 4 ,m .rocesso de trans(orma'o de ca em cc-

1,e .ermite o a.ro2eitamento de a.enas ,m semiciclo da tenso de alimenta'o da

carga- con(orme il,strado na Fig),;)

Fi+,-15 ?ia'rama il!strando o princ+pio de opera)*o do circ!ito retificador de meia onda.

0 circ,ito reti(icador de meia onda com diodo 4 em.regado em e1,i.amentos

1,e a.esar- de exigirem ,ma tenso de alimenta'o ,ni.olar- no necessitam 1,e a

mesma .ermane'a constante como (,n'o do tem.o como- .or exem.lo- noscarregadores de bateria

!.1 Reticao de eia nda com ,iodo Semicondutor

As caracter3sticas de cond,'o e blo1,eio do diodo semicond,tor .odem ser

,tili:adas .ara obter ,ma reti(ica'o de meia onda a .artir da corrente alternada da

rede el4trica domiciliar A con(ig,ra'o b*sica desse ti.o de circ,ito 4 il,strada na

Fig),;9 e o com.ortamento da tenso na carga em cada semiciclo da tenso de

alimenta'o 4 descrito a seg,ir

Fi+,-1. &irc!ito retificador de meia onda com diodo semicond!tor.

63


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".1.1 $emiciclo Positi-o

Com base na Fig),;:- a tenso no .onto, 4 .ositi2a com rela'o ao .onto N-

d,rante o semiciclo .ositi2o Com esta .olaridade da tenso de entrada- o diodo

entra no regime de cond,'o- .ermitindo- .ortanto a circ,la'o de corrente

#essas condi'


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Fi+,--1 ?etal=amento das formas de tens*o na entrada do circ!ito no diodo e na car'a d!rante o

semiciclo positi-o.

".1.2 $emiciclo 6e'ati-o

&,rante o semiciclo negati2o o .otencial no .onto , se torna negati2o em

rela'o ao .onto N Com essa .olaridade na entrada- o diodo entra em blo1,eio

com.ortando8se e(eti2amente como ,ma cha2e aberta- im.edindo a circ,la'o de

corrente- con(orme il,strado na Fig),,,

Fi+,--- &irc!ito retificador d!rante o semiciclo ne'ati-o.

A condi'o de corrente n,la no circ,ito im.lica 1,e toda a tenso de entrada 4

trans(erida .ara o diodo- com a tenso na carga mantendo8se n,la- con(orme

il,strado na Fig),,2

65


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Fi+,--0 TensAes no circ!ito retificador d!rante o semiciclo ne'ati-o.

Concl,i8se- .ortanto- 1,e .ara cada ciclo com.leto de tenso de entrada-

a.enas o semiciclo .ositi2o 4 trans(erido diretamente .ara a carga- estando o

semiciclo negati2o a.licado diretamente entre os terminais do diodo

Se a .osi'o do diodo (or in2ertida- con(orme il,strado na Fig),,5- a tenso

na carga sim.lesmente m,da de sinal con(orme il,strado na Fig),,


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#o circ,ito reti(icador de meia onda- a tenso de sa3da 1,e 4 medida na carga

4 .,lsada Para medir essa tenso de sa3da- ,tili:a8se ,m m,lt3metro o, ,m

2olt3metro de cc com as .ontas de .ro2a conectadas aos terminais da carga

< -olt+metro cc o! m!lt+metro em escala de tens*o cc conectado B sa+da do

circ!ito retificador sempre indica !m -alor mdio para a tens*o cont+n!a p!lsantesobre a car'a.

".1.# &lc!lo da Tens*o de $a+da

VDEMXVRL

= 2xVefEMX =

Em*x X ?enso m*xima o, tenso de .ico

6e( X ?enso e(ica:

A tenso de sa3da ser*

VD)2x(VefVRL

= I,ando a tenso e(ica: 4 menor do 1,e >H 2olts

Se a tenso e(ica: (or maior 1,e >H 2olts- a 1,eda de tenso no diodo .assa

a ser des.re:32el- .ortanto- a tenso de sa3da .ode ser calc,lada da seg,inte (orma

)2x(VefVRL = di2idindo8se a rai: 1,adrada de dois .or .i- obt4m8se H-@D- o,

se"a- a no2a (7rm,la .oder* ser descrita a seg,ir

0,45xVefVRL = 1,ando a tenso e(ica: 4 maior 1,e >H 2olts

!.2 Reticao de nda Comleta

A reti1i$a&'o de onda $o%"eta 4 ,m .rocesso de trans(orma'o de ca em cc- 1,e

.ermite o a.ro2eitamento dos dois semiciclos da tenso de alimenta'o da carga-

con(orme il,strado na Fig),,@

fi'.115 I ?ia'rama il!strando o princ+pio de opera)*o do circ!ito retificador de onda completa.

0 circ,ito reti(icador de onda com.leta 4 o mais em.regado nos

e1,i.amentos eletrnicos- .ois .ermite obter ,m melhor a.ro2eitamento da energia

dis.on32el na entrada do circ,ito

67


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A reti(ica'o de onda com.leta .ode ser reali:ada com o em.rego de ,m

trans(ormador com deri2a'o central e dois diodos semicond,tores o,

alternati2amente- .elo ,so de ,ma .onte de 1,atro diodos- con(orme descrito a

seg,ir

".2.1 Retifica)*o de


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Fi+,--5 Retificador de onda completa s!bmetido a !ma tens*o de entrada ne'ati-a.

&essa (orma- o diodo ?> entra no estado de cond,'o en1,anto o diodo ?

entra em blo1,eio 9tili:ando8se o modelo ideal .ara o diodo semicond,tor- obt4m8

se o circ,ito e1,i2alente il,strado na Fig),,9 Como .ode ser a3 obser2ado- a

condi'o de cond,'o de ?> .ermite a circ,la'o de corrente atra24s da carga do

terminal .ositi2o .ara o terminal de re(er5ncia #essas condi'


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agora circ,la .ela carga- atra24s do diodo ? 1,e est* em cond,'o 0 (l,xo de

corrente mant4m8se no mesmo sentido da1,ele obtido d,rante o semiciclo negati2o-

e a tenso no .rim*rio 4 trans(erida diretamente .ara a carga- con(orme il,strado na

Fig),2;

Fi+,-01 &irc!ito e!i-alente para o retificador de onda completa d!rante o semiciclo positi-o.

Analisando8se- .ortanto- ,m ciclo com.leto da tenso de entrada- 2eri(ica8se

1,e o circ,ito reti(icador trans(ere .ara a carga dois semiciclos de tenso .ositi2acom rela'o ; re(er5ncia de .otencial- con(orme il,strado na Fig),2,- onde os

diodos cond,:em isoladamente em cada semiciclo

Fi+,-0- Resposta do retificador d!rante !m ciclo completo na entrada.

8)2),)2 TENS(O E CORRENTE DE SADA

a0 Tens'o de saJda

A reti(ica'o de onda com.leta com deri2a'o central trans(ere ; carga dois

semiciclos .ositi2os de tenso .ara cada ciclo da tenso de entrada Como a tenso

de sa3da 4 (ormada de .,lsos id5nticos de tenso- o 1,e 4 mostrado na Fig),22- a

tenso cc 1,e seria medida na carga .ode ser obtida determinando8se o 2alor m4dio

da tenso de sa3da em a.enas ,m semiciclo da tenso de entrada

Fi+,-00 ?ependncia temporal da tens*o na sa+da do retificador.70


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8)2),)5 C+LCULO DA TENS(O DE SADA

VDEMXx2VRL

= 2xVefEMX =

Em*x X ?enso m*xima o, tenso de .ico

6e( X ?enso e(ica:

A tenso de sa3da ser*

VD)2x(Vefx2VRL

= I,ando a tenso e(ica: 4 menor do 1,e >H 2olts

Se a tenso e(ica: (or maior 1,e >H 2olts- a 1,eda de tenso no diodo .assa a ser

des.re:32el- .ortanto- a tenso de sa3da .ode ser calc,lada da seg,inte (orma

)2x(Vefx2VRL = di2idindo8se a rai: 1,adrada de dois .or .i- obt4m8se

H-@D x X H-G- o, se"a- a no2a (7rm,la .oder* ser descrita a seg,ir0,9xVefVRL = I,ando a tenso e(ica: 4 maior 1,e >H 2olts

".2.2 Retifica)*o de


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Fi+,-06 Retificador em ponte d!rante o semiciclo positi-o.

Ta3ea , Polari:a'


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Fi+,-04 $implifica)*o do circ!ito da Fi+,-03.

30 Se%i$i$o Negati6o

&,rante o semiciclo negati2o- ocorre a in2erso de .olaridade nos terminais

de entrada do circ,ito- con(orme mostrado na Fig),2 e os regimes de o.era'o dos

diodos so modi(icados con(orme listado na Ta3ea 2

Fi+,-5 Retificador em ponte d!rante o semiciclo ne'ati-o.

Ta3ea 2 Polari:a'


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0 circ,ito e1,i2alente com as cha2es em aberto remo2idas 4 mostrado na

Fig),2: 9m exame do circ,ito indica 1,e a tenso de entrada 4 trans(erida- com

,ma in2erso de sinal- .ara a carga Como a tenso de entrada 4 negati2a- a1,ela

na carga .ermanece .ositi2a- com.letando- assim- o .rocesso de reti(ica'o

Fi+,-0/ &irc!ito e!i-alente res!ltante do retificador em ponte d!rante o semiciclo ne'ati-o

A Fig),5; il,stra como a corrente (l,i no circ,ito d,rante o semiciclo negati2o

da tenso de entrada- onde se .ode 2eri(icar 1,e o (l,xo de corrente se d* no

mesmo sentido da1,ele obtido d,rante o semiciclo .ositi2o

Fi+,-21 %l!xo de corrente na ponte retificadora d!rante o semiciclo ne'ati-o da tens*o de entrada.

!.3 erccios de Reticao.

>Q 0 1,e signi(ica a ex.resso )reti(ica'o+

Q &e(ina reti(ica'o de meia onda e onda com.leta

Q Cite os tr5s incon2enientes da reti(ica'o de meia onda

@Q I,al 4 a (re15ncia da CC .,lsante na sa3da de ,ma reti(ica'o de meia onda e

onda com.leta a.licada a ,ma rede CA de DH`:

74


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DQ Calc,le o 1,e se .ede na tabela abaixo

?enso deEntrada U6CAQ

?enso deSa3da U6CCQ

Resist5ncia deCarga URLQ

Corrente deCarga U$RLQ

?i.o deReti(ica'o

6CA DH R M 0#&A

6CA H-H>HA R 0 C &CE#?RAL>D6CA H R 0 C

P0#?E>6CA H-HHA R M 0#&A

>6CA H R 0 C &CE#?RAL

6CA H-HHA R 0 C EP0#?E

>H6CC H-H>DA R M 0#&A

>D6CC > R 0 C &CE#?RAL

Q Ex.li1,e o (,ncionamento do circ,ito abaixo- mostre as (ormas de onda- e

calc,le a tenso de sa3da

tenso de entrada>>H6 tenso de sa3da no sec,nd*rio do trans(ormador >6

Q Ex.li1,e o (,ncionamento do circ,ito abaixo- mostre as (ormas de onda- e

calc,le a tenso de sa3da

tenso de entrada>>H6]H6 tenso de sa3da no sec,nd*rio >6 V>6

75

RL

RL

&>

&


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A)A) Fitros e% Fontes de Ai%enta&'oFitros e% Fontes de Ai%enta&'o

A tenso cont3n,a .,ra se caracteri:a .or ter ,ma !nica .olaridade e .or ,m

2alor 1,e no 2aria ao longo do tem.o- como mostrado no gr*(ico da Fig),5,

Fi+,-2- Tens*o p!ramente cont+n!a como f!n)*o do tempo.

A tenso de sa3da .rod,:ida .elos circ,itos reti(icadores- tanto de meia onda

como de onda com.leta- toma a (orma de ,ma s4rie de .,lsos A Fig),52 mostra

esse ti.o de tenso de sa3da .ara o caso do reti(icador de onda com.leta Como

.ode ser a3 obser2ado- embora os .,lsos de tenso se"am de mesma .olaridade-

existe ,ma 2aria'o no tem.o do 2alor da tenso de sa3da

Fi+,-20 ?ependncia no tempo da tens*o de sa+da de !m retificador de onda completa.

Sal2o em alg,mas sit,a'


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$.1 Caacitor como lemento de Filtragem

A ca.acidade de arma:enamento de energia el4trica dos ca.acitores .ode ser

,tili:ada como rec,rso .ara reali:ar ,m .rocesso de (iltragem na tenso de sa3da de

,m circ,ito reti(icador Essa (iltragem 4 reali:ada conectando8se o ca.acitor

diretamente nos terminais de sa3da do circ,ito reti(icador- como mostrado nos dois

diagramas da Fig),5


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Fi+,-24 s,(iciente .ara colocar o diodo no2amente no regime de

cond,'o- como mostrado na Fig),59 Este 2alor @> 4 exatamente ig,al ; tenso no

ca.acitor a.7s ,m certo inter2alo de tem.o de descarga A .artir desse instante detem.o- o anodo do diodo torna8se .ositi2o em rela'o ao catodo- e a carga el4trica

arma:enada na armad,ra .ositi2a do ca.acitor come'a no2amente a a,mentar

Fi+,-2. Krfico da tens*o de sa+da do retificador de meia onda com filtro capaciti-o.

0bser2ando8se o gr*(ico da Fig),59- nota8se 1,e o diodo .ermanece em

cond,'o at4 o instante em 1,e a tenso de entrada atinge o 2alor m*ximo @m*x

&essa (orma- a coloca'o do ca.acitor .ermite 1,e a tenso de sa3da- embora

78


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2ari*2el- .ermane'a sem.re .r7xima ao 2alor m*ximo @m*x- obtendo8se

e(eti2amente ,m a,mento no 2alor m4dio da tenso de sa3da

0 a,mento no 2alor m4dio da tenso no resistor de carga .ode ser obser2ado

com.arando8se os gr*(icos das tens e t indicados na Fig),


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Fi+,-6-


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b 8 meia onda- 6CCX @D6- $RLX H-A- 60#&PPX @-D6

c 8 onda com.leta- 6CCX H6- RLX H- 60#&PPX 6

81


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9)9) Diodo E%issor de L!KDiodo E%issor de L!K

0 diodo emissor de l,: 4 ,m ti.o es.ecial de ",n'o semicond,tora 1,e emite

l,: 1,ando diretamente .olari:ada A sigla LE& s,rgida do termo ingl5s i'=t

:mittin' ?iode 4 a denomina'o am.lamente ,tili:ada nas re(er5ncias a esse

com.onente

A (orma adotada .ara se re.resentar o LE& em diagramas de circ,ito 4 essa

mostrada na Fig),


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$m,nidade a 2ibra'


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rendimento l,minoso 7timo Esse 2alor 4 ti.icamente 2;%A.ara LE&s dis.on32eis

comercialmente

.2.2 &orrente ?ireta Jxima

A corrente direta m*xima- denotada .elo .armetro $FM- corres.onde ao 2alor

m*ximo da corrente de cond,'o 1,e .ode (l,ir atra24s do LE&- sem 1,e este

2enha a so(rer r,.t,ra estr,t,ral

.2.3 Tens*o ?ireta 6ominal

A tenso direta nominal- denotada .elo .armetro 6F 4 a es.eci(ica'o

(ornecida .elo (abricante .ara a 1,eda da tenso t3.ica atra24s do LE& 1,ando a

corrente de cond,'o atinge o 2alor nominal $F- como il,strado na Fig),


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I!

V!VCCR

=

onde

6cc X tenso de sa3da da (onte

6F X tenso nominal de cond,'o do LE& $F X corrente nominal de cond,'o do LE&

E4e%"o ,7 &eterminar a resist5ncia do resistor limitador .ara os seg,intes dados

abaixo 6CC X >H 6Y 6F X 6Y

$F X HmA

I!

V!VCCR

=

0,020210

R

= = 500R

85


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:):) Diodo ZenerDiodo Zener

0 diodo Zener 4 ,m ti.o es.ecial de diodo ,tili:ado como reg,lador de

tenso A s,a ca.acidade de reg,la'o de tenso 4 em.regada .rinci.almente nas

(ontes de alimenta'o- .ara obten'o de ,ma tenso de sa3da .raticamente

constante

A Fig),


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.1.2 Polaria)*o Gn-ersa

At4 ,m determinado 2alor da tenso in2ersamente a.licada- o diodo Zener

com.orta8se como ,m diodo com,m- o, se"a- o.erando no regime de blo1,eio

#este regime- circ,la atra24s do diodo ,ma .e1,ena corrente de (,ga- con(orme

il,strado no gr*(ico da Fig),@;

Fi+,-31 Re'iAes de cond!)*o e blo!eio na c!r-a caracter+stica do diodo Sener.

#a Fig),@;- o sinal negati2o associado ; corrente de (,ga o, de sat,ra'o U8

Gs Q indica 1,e- no regime de blo1,eio- a corrente (l,i no sentido in2erso atra24s do

diodo

A .artir de ,m determinado 2alor da tenso in2ersa a.licada ao diodo- ocorre

o e(eito de r!"t!ra- 1,e (a: com 1,e o diodo entre s,bitamente em cond,'o-

mesmo estando s,bmetido a ,ma .olari:a'o in2ersa- con(orme il,strado naFig),@, A .artir dessa condi'o- a corrente in2ersa a,menta ra.idamente e a 1,eda

de tenso atra24s do diodo se mant4m .raticamente constante

0 2alor @Z da tenso in2ersa a .artir da 1,al o diodo Zener entra no regime

de cond,'o 4 denominado de tens'o Zener

Fi+,-3- :feito de r!pt!ra em !m diodo Sener.

87


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< -alor @ da tens*o in-ersa !e coloca o diodo Sener em re'ime de

cond!)*o denominado de tens*o Sener.

En1,anto ho,2er corrente in2ersa (l,indo atra24s do diodo Zener- a tenso

entre os se,s terminais mant4m8se .raticamente (ixada no 2alor @Z

< f!ncionamento t+pico do diodo Sener com corrente in-ersa o !eestabelece !ma tens*o constante entre os se!s terminais.

im.ortante obser2ar 1,e 1,ando .olari:ado in2ersamente- 1,al1,er ",n'o

semicond,tora .ode so(rer o e(eito de r,.t,ra A di(eren'a (,ndamental entre ,m

diodo Zener e a1,ele a1,i denominado de diodo com,m o, con2encional- reside no

(ato de o diodo Zener ser (abricado com materiais semicond,tores condicionados a

resistir ao 2alor intenso da corrente in2ersa .resente no regime de r,.t,ra- ao .asso

1,e ,m diodo con2encional seria dani(icado .ermanentemente se s,bmetido ;smesmas condi'


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0 diodo Zener o.erando com ,ma tenso (ixa @: na regio de r,.t,ra- 4

.ercorrido .or ,ma alta corrente in2ersa- dissi.ando- .ortanto- .ot5ncia na (orma de

calor A .ot5ncia dissi.ada P: .ode ser obtida do .rod,to

(1)I"xV"#" =

onde G4 a corrente in2ersa de o.era'o de(inida na Fig),@,

Cada diodo Zener .ode o.erar at4 ,m 2alor m*ximo da .ot5ncia de dissi.a'o-

2alor este 1,e asseg,ra a o.era'o normal do com.onente Esse limite de .ot5ncia

4 (ornecido .elo (abricante no (olheto de es.eci(ica'


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Fi+,-32 imites de opera)*o do diodo Sener na c!r-a caracter+stica.

0 2alor m*ximo 4 calc,lado com o ,so da E).20- e o 2alor m3nimo 4 de(inido

como >H do 2alor m*ximoY o, se"a-()

10

I"%&xI"%'n =

.2.3 &oeficiente de Temperat!ra

0s diodos Zener so (abricados com materiais semicond,tores- 1,e so(rem

in(l,5ncia da tem.erat,ra Esta in(l,5ncia se trad,: em 2aria'


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A c,r2a caracter3stica da Fig),@< il,stra a de.end5ncia t4rmica da tenso

Zener .ara ,m com.onente com coe(iciente de tem.erat,ra .ositi2o

Fi+,-36 @aria)*o da c!r-a caracter+stica de !m diodo Sener com coeficiente de temperat!ra positi-o.

0s 2alores da tenso Zener constantes nos (olhetos t4cnicos so de(inidos

.ara ,ma tem.erat,ra de o.era'o de D[C.2.# Toler(ncia

A tolerncia do com.onente es.eci(ica a 2aria'o 1,e .ode existir entre o

6aor es"e$i1i$ado e o 2alor real da tenso in2ersa de o.era'o do diodo Zener

$sso signi(ica 1,e ,m diodo Zener de > 6 .ode ter ,ma tenso in2ersa real- .or

exem.lo- de >>-D 6

A tolerncia ",ntamente com os .armetros de o.era'o so es.eci(icados

.elos (abricantes .or ,m c7digo de identi(ica'o do com.onente- con(orme descritona Ta3ea 2

Ta3ea 2 Formas de es.eci(ica'o da tolerncia de diodos Zener a .artir dos

c7digos de identi(ica'o

A tolerncia de D do com.onente >#@@A es.eci(icado na Ta3ea 2B indica

1,e a tenso Zener .ode 2ariar no inter2alo >>-@6 @: >-6 J* o com.onente

>#@- de >H de tolerncia- teria ,ma tenso Zener sit,ada no inter2alo @-6 @:

D-6

91


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,;),;) Diodo Zener $o%o Reg!ador de Tens'oDiodo Zener $o%o Reg!ador de Tens'o

0 com.ortamento do diodo Zener na regio de r,.t,ra .ermite a montagem

de circ,itos reg,ladores de tenso- a .artir de (ontes 1,e (orne'am tens


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Por exem.lo- se a tenso reg,lada (or es.eci(icada com ,m 2alor de 6 o

circ,ito reg,lador de2e ,tili:ar ,m diodo Zener com @Z X 6 e ser alimentado com

,ma tenso de entrada de .elo menos -D6- como mostra a Fig),@

Fi+,-35 Cm poss+-el dia'rama de circ!ito para obten)*o de !ma sa+da re'!lada de "@.

Com base no diagrama de circ,ito mostrado na Fig),@9- a corrente atra24s do

resistor limitador 4 dada .ela soma

(1)I"IRI +=

0nde

$S X corrente atra24s do resistor RsY

$Z X corrente in2ersa no diodo ZenerY

$R X corrente de carga

Fi+,-3. &orrentes atra-s dos elementos do circ!ito da Fi+,-35.

Com o diodo Zener o.erando na regio de r,.t,ra- a corrente atra24s do

resistor limitador 4 tal 1,e a 1,eda de tenso se torna

(2)V"VenV =

0nde

@s X 1,eda de tenso no resistor limitador

@ent X tenso de entrada

Existem tr5s .ossibilidades de 2aria'o nas condi'


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6aria'


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t> 2alia G:Ut>Q- a,menta .ara ,m 2alor G:UtQ $sso (a: 1,e a tenso atra24s do diodo

a,mente do 2alor @:Ut>Q .ara o 2alor @:UtQ #o entanto- como a regio de r,.t,ra na

c,r2a caracter3stica 4 .raticamente 2ertical- a 2aria'o na tenso Zener 4 m,ito

.e1,ena- (a:endo 1,e a tenso na carga .ermane'a .raticamente constante

19.2: erccios de ,iodo 7ener e Regulador de Tenso a

7ener.

>Q I,al 4 o .rinci.al em.rego do diodo :ener

Q &e 1,e (ator de.ende o com.ortamento do diodo :ener

Q Por 1,e o diodo :ener no 4 ,sado com .olari:a'o direta

@Q Com se com.orta o diodo :ener com .olari:a'o in2ersa menor 1,e a tenso

:ener

DQ I,al 4 a di(eren'a (,ndamental entre o diodo con2encional e o diodo :ener

com res.eito a r,.t,ra

Q I,ais as caracter3sticas el4tricas im.ortantes do diodo :ener

Q 0 1,e 4 tenso :ener

Q I,al 4 a e1,a'o da .ot5ncia :ener

GQ Por 1,e a corrente :ener m*xima 4 im.ortante

>HQ Por 1,e o diodo :ener tem de.end5ncia t4rmica

>>Q 0 1,e signi(ica di:er 1,e o coe(iciente de tem.erat,ra de ,m diodo :ener 4 de

V>Dm6][C

>Q &etermine os 2alores de $Zm*x e $:m3n .ara cada ,m dos diodos :ener

listados abaixo

?enso :ener Pot5ncia :ener A 8 >H6 >\B 8 6 H-@\C 8 >6 >H\

>Q 9m diodo :ener de D-6 % >\ a.resenta o coe(iciente de tem.erat,ra de

>m6][C Ua D[CQ I,al 4 a tenso nominal do diodo a @D[C

A 1,esto >@ re(ere ao circ,ito colocado a seg,ir

95

RL

V

6i

RS

6Z 6RL


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>@Q I,al 4 a tenso sobre a carga U6RLQ e sobre RS U6RSQ- se a tenso de

entrada U6iQ e a tenso :ener (orem

?enso de entrada ?enso :ener ?enso na carga ?enso no RS

6i X G6 6Z X 6 6RL X 6RS X6i X D6 6Z X >D6 6RL X 6RS X6i X D6 6Z X 6 6RL X 6RS X

6i X >D6 6Z X >H6 6RL X 6RS X

>DQ Com base no circ,ito abaixo- determine a corrente solicitada

$RS X >H mA $RL X H mA $Z X$RS X $RL X H mA $Z X >G mA$RS X mA $RL X $Z X D mA

>Q &etermine 1,al o 2alor do resistor necess*rio- em cada item da 1,esto >D

.ara obter ,m 6RS de D6

>Q &etermine os 2alores solicitados com base no circ,ito 1,e seg,e

6Z X 6RL X 6RS X$RS X $RL X $Z X

>Q &etermine no2amente os 2alores do circ,ito da 1,esto anterior- com ,ma

tenso de entrada constante

6Z X 6RL X 6RS X$RS X $RL X $Z X

96

V

6i $RS $Z $RL

V

>H6

6

>\

RLXH

RS


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As 1,estG a D re(erem ao circ,ito colocado a seg,ir- 1,e tem ,ma

tenso de entrada constante

>GQ I,ais os 2alores de $Zm*x e $Zm3n do diodo :ener

HQ Considerando 1,e a tenso de entrada 4 constante em >D6- 1,al a 1,eda detenso no resistor RS

>Q I,e corrente circ,la em RS Se, 2alor ser* sem.re constante

Q Considerando a carga a",stada .ara >H- determine

aQ $RL bQ $Z

Q Se a carga do circ,ito (or modi(icada .ara >H- 1,e 2alores tero as correntes

$RS- $RL e $Z

@Q Se a carga (or a",stada .ara >HH- 1,e 2alores tero as correntes $RS- $RL e$Z

DQ #as sit,a'


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Q I,al 4 a 1,eda de tenso e a corrente no resistor de >HHna condi'o normal

de (,ncionamento do circ,ito

98


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,,),,) Pr=ti$as de Cir$!itos Co% Diodos)Pr=ti$as de Cir$!itos Co% Diodos)

11.1 #r(tica de /ericao do Funcionamento de

Reticao de eia nda e nda Comleta .0b"eti2os

8 &eterminar o rendimento de ,ma reti(ica'o de meia onda e onda com.leta

8 0bser2ar as (ormas de onda no circ,ito reti(icador de meia e onda com.leta

8 Pes1,isar de(eitos acom.anhando o (l,xograma de testes

E1,i.amentos

8 M,lt3metro anal7gico e digital

8 0scilosc7.io d,.lo tra'oMateriais #ecess*rios

R> 8 Resistor de DHf \

&>- &- &- &@% &iodo reti(icador >#@HH

?> % ?rans(ormador >H]H6 >V>6 % DHmA

> % &etermina'o do Rendimento da Reti(ica'o de Meia 0nda)

>> % Monte o circ,ito abaixo

OSERVA(O se o .rim*rio do trans(ormador (or a @ (ios- reali:ar a

liga'o corres.ondente do .rim*rio .ara a tenso dis.on32el da bancada- >6

> % Pre.are o .rim*rio do trans(ormador de acordo com a tenso dis.on32el na

bancada- U>6Q

> % Me'a e a",ste a tenso de sa3da do 2ariador de 2oltagem U2ari2olt Q .ara >>H 6

>@ % Conecte o .rim*rio do trans(ormador ao 2ari2olt UdesligadoQ e in(orme ao

.ro(essor .ara con(er5ncia

>D % Lig,e o 2ari2olt e mantenha a cha2e S> desligada

99

>>H6

>6CA

>6CA

R>XDH

S>


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> % Me'a a tenso CC de sa3da ,sando o m,lt3metro

6CCQ 6

> % Me'a a tenso CA entre o terminal central do trans(ormador e ,m dos

extremos

6CAX 6> % &etermine o rendimento da reti(ica'o de meia onda

Rendimento XVC*

VCCX o,

>G % lig,e a cha2e S>

0 1,e acontece com a tenso de sa3da da (onte 1,ando S>4 ligada

>>H % Me'a a tenso de sa3da da (onte e determine o rendimento da reti(ica'o de

onda com.leta deri2a'o central

6CCX 6 U com S>ligadaQ

Rendimento XVC*

VCCX o,

>>>Q Conhecendo8se a tenso (ornecida .elo trans(ormador e a tenso de sa3da 4

.oss32el determinar se ,ma (onte (ornece onda com.leta o, meia onda Ucom.are

os itens >>H e >Q

>> Pode8se di:er 1,e com a cha2e S>aberta tem o mesmo e(eito do 1,e se ,m

diodo da (onte esti2esse aberto>> Mantenha a cha2e S> ligada

2 0bser2a'o das Formas de 0nda em ,m Circ,ito Reti(icador de Meia 0nda e

0nda Com.leta

> % Conecte o canal do oscilosc7.io entre o terminal central do trans(ormador

UterraQ e ,m dos extremos

% Sincroni:e .elo canal > e a",ste a base de tem.o de (orma a obter ciclos

com.letos da CA na tela % Conecte a entrada de sinal da .onta de .ro2a do canal sobre a carga

@ % Re.rod,:a no es.a'o abaixo as (ig,ras .ro"etadas .elo oscilosc7.io

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I,antos semiciclos .ositi2os da tenso so a.licados ; carga .ara cada ciclo

da CA (ornecida .elo trans(ormador

D % &esenhe no es.a'o abaixo como seria a (ig,ra mostrada na tela do

oscilosc7.io se os diodos (ossem in2ertidos

8 I,e in(l,5ncia esta in2erso teria sobreaQ o 2alor da tenso de sa3da

bQ a .olaridade da sa3da

% &eslig,e a cha2e S> &escre2a o 1,e acontece, com a tenso de sa3da e

desenhe as (ormas de onda

% &eslig,e o 2ari2olt

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% 6eri(ica'o

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Apostila de Eletrônica Básica I.doc