Introdução

GRECO-CIN-UFPE

Prof. Manoel Eusebio de Lima

Programa do curso

Introdução (conceitos)

– Fonte de tensão

– Fonte de Corrente

– Teorema de Thevenin

– Teorema de Norton

– Resistores/capacitores

(revisão)

Semicondutores

– Revisão semicondutores

– Diodos

• Tipos de diodos e

aplicações

– Transistores

• Transistores bipolares,

polarização e aplicações

Cont.

– Amplificadores de tensão e de potência

– Seguidor de emissor

– Transistor de efeito de campo

• Circuitos com FET

– Amplificadores Operacionais e aplicações

– Osciladores

– Filtros

Instrumentação/ferramentas

– Osciloscópio Digital

– Fontes de alimentação

– Gerador de funções

– Multímetro Digital

Ferramenta de CAD (?)

Programa do curso

Aplicações

– Fontes de alimentação

– Conversores A/D e D/A

– Comunicação: interfaces

RS232, RS485

Projetos da disciplina

Exercícios escolares

Referências

1. Eletrônica, Malvino, Vol I e Vol II, 4a Edição, Pearson Education –

Makron Books, 2004.

2. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de circuitos, Robert L. Boylestad,

Loius Nashelsky, 8a edição, Pearson Education – Prentice Hall, 2004.

3. Microeletrônica, Kenneth C Smith, Adel S. Sedra, 4ª edição.

Projetos da disciplina

Fonte de alimentação

– Reguladores de tensão

Filtros

Amplificadores de baixa potência (som)

Conversor A/D e D/A

Osciladores

Comunicação

Robô

Projeto - Robô

A/D

D/A

Microfone

Auto-falante

Sensor de proximidadeMux-Analógico(chave MOS)

Amplificador

Amplificador

RobôDriver

Driver

Driver

Motor DC

Motor DC

Motor de passo

A/D

D/A

Microfone

Auto-falante

Fontes de alimentação

Fonte de alimentação

– Para que qualquer circuito funcione adequadamente é necessário

uma fonte de energia:

• Fonte de tensão

– Fornece uma tensão constante ao circuito conectado a

ela.

• Fonte de corrente

– Fornece uma corrente constante ao circuito conectado a

ela.

Fonte de tensão Fonte de alimentação que fornece uma tensão constante ao

circuito conectado a ela, “independente” de sua carga elétrica.

– Dizemos que uma fonte de tensão é ideal quando ela apresenta

uma resistência interna igual a “zero”. Ou seja, apenas a corrente

muda no circuito em função da carga RL

+V

RL

I = V/RL

0 Ω

∞

?

Não existe fonte de tensão capaz de fornecer

uma corrente de valor infinito desde que toda

fonte de tensão possui uma resistência interna

RS

– Uma fonte de tensão Real, no entanto, não pode fornecer uma

corrente infinita quando sua carga vai para zero, uma vez que a

mesma sempre possui uma pequena resistência interna.

VL < V

Fonte de tensão Real

Características

– Deve possuir sempre uma resistência interna bem menor que a

resistência de carga.

– Para fins de cálculo podemos desprezar está resistência interna da

fonte quando a mesma é da ordem de 100 vezes menor que a

resistência equivalente da carga do circuito.

V=12V RL ≥ 6 Ω

I = V/RL

+

RS = 0,06 Ω

Exemplo:

VL < V

VL = 12 - IRS

RL >> RS

Fonte de corrente Fonte de alimentação que fornece uma corrente constante ao

circuito conectado a ela, “independente” de sua carga elétrica.

– Dizemos que uma fonte de corrente é ideal quando ela apresenta

uma resistência interna muito alta. Ou seja, apenas a tensão muda

no circuito em função da carga RL

– Uma fonte de corrente Real fornece uma corrente quase

constante quando o valor da resistência de sua carga é bem

inferior a sua resistência interna.

+V

RL

I = V/(RS+RL)≈ Constante

RS∞

Como RL é bem menor que a resistência

interna da fonte, a corrente quase não se altera

no circuito (I constante)

<< RS

Fonte de corrente

Características

– Deve possuir sempre uma resistência interna bem maior (ideal

seria RS -> ∞) que a resistência de carga.

– Para fins de cálculo podemos desprezar o valor da resistência de

carga do circuito quando esta é da ordem de 100 vezes menor que

a resistência interna da fonte.

+

V=12VRL = 10KΩ

RS = 10 MΩ

I = 12

(10x106+RL)

Exemplo:Fonte de corrente Real

(simbologia)

RS

Fonte de corrente

RS (10M ΩΩΩΩ) RL

I

1,1991

1,0901000

1,188100

1,19810

1,2000

I(µµµµA)RL (KΩΩΩΩ)

I = 12 µA

(10x106+RL)

RL (KΩΩΩΩ)

I(µµµµA)

100

Ponto de 99%

Região quase ideal

Teorema de Thevenin

O teorema de Thevenin visa simplificar a análise de um circuito

em observação, com qualquer combinação de resistores (malha

resistiva) e fontes, considerando um único circuito equivalente

que comporta apenas uma única fonte e um resistor em série.

A tensão de thevenin é a

tensão na carga com o

circuito aberto.

Circuito equivalente Thevenin

A resistência de Thevenin é a resistência

equivalente vista entre os pontos A e B

com as resistências de todas as fontes

de tensão substutuídas por um curto

circuito (RS=0Ω) e todas as resistências

de fonte de corrente substituídas por um

circuito aberto (RS=∞).

Teorema de Thevenin

Exemplo A tensão de Thevenin é aquela que aparece nos terminais

de carga quando desconectamos o resistor de carga.

(1KΩ)(2KΩ)

(2KΩ)

12V

Circuito original

Resistor de carga (RL)

(2KΩ)6V

Equivalente Thevenin

(RL)

Teorema de Norton

Qualquer coleção de fontes e resistores (malha resistiva) com dois terminais é eletricamente equivalente a uma fonte de corrente ideal em paralelo com resistor.

O valor do resistor é o mesmo que aquele no circuito equivalenteThevenin.

A corrente da fonte de corrente pode ser encontrada dividindo-se a tensão do circuito aberto (Thevenin) pelo valor do resistor.

=

i = VAB/r

Tensão de Thevenin

Teorema de Norton

Exemplo

(1KΩ)(2KΩ)

(2KΩ)

12V

= 2KΩ

i = VAB/r= 6/2000 (A) = 0,003 A

Tensão de Thevenin

Thevenin - Norton

Dado o circuito abaixo, calcular

– O circuito equivalente Thevenin

– A potência dissipada em R6

– O circuito equivalente Norton

Potência ?

•Valor dos resistores em Ω• http://esdstudent.gcal.ac.uk/Thevenin3.htm

a) Remova R2 do circuito

b) Calcule o resistor resultante de R3||R4

c) Calcule valor da VAB a qual é igual a tensão em RA

V1= 20 V

R2 e RA dividem a tensão (são

divisores de tensão no circuito)

VR2= VRA=10 V

Que será a tensão

de Thevenin

d) Remova V1 e insira sua resistência equivalente (considere RVT = 0 Ω)

e) Calcule a resistência equivalente vista a partir A e B

f) Circuito equivalente Thevenin h) Circuito equivalente Norton

14.5 Ω

Potência em R6

P= V.I = R. I.I = R.I2

I = VT/RT+R6 =>

I = 10/(14.5+R6) A = 0,606 A

P = (2).(0,606)2 = 0,73 W

I = 0.689

Thevenin

Calcular a corrente fluindo em R6 e a potência dissipada. Utilize circuito equivalente Thevenin

a) Remova R6 do circuito.

b) Calcular resistências equivalentes: R4 e R5 estão em paralelo com R3

c) Circuito com resistor equivalente RA = 4

RA= R3|| (R4 em série com R5)

d) A tensão VAB é igual a tensão em R2. VR2 pode ser calculada multiplicando-se a

corrente que flui em R2 por sua resistência

I

I = (V1-V2)/(R1+R2) =>

I = 18/12 = 1,5 A

Logo:

VR2= VAB = I.R2 = 12V VR2 = 12V

e) Cálculo da resistência equivalente

Substitua as fontes por suas resistências equivalentes e calcule a Resistência

equivalente do circuito vista a partir de AB

R = R1||R2 = 2,66

f) Circuito equivalente Thevenin.

Repondo R6 nós temos que:

1. Corrente em R6

I = 12/(ZT+R6) = 0.94 A

2. Potência dissipada em R6

P = R6. I2 = 5,3 W

g) Circuito equivalente Norton

6.67 Ω

I = 1.799

Exercícios

Exercícios de revisão

– Pgs 16 – 21 (Malvino – Vol I)