Missão do Sistema SENAI

Sumário

Introdução 5

Filtros em fontes de alimentação 6

O capacitor como elemento de filtragem 7

Tensão de ondulação 10

Fatores que influenciam a ondulação 12

Tensão de saída no retificador com filtro capacitivo 14

Observação da ondulação com osciloscópio 16

Especificação do filtro capacitivo 18

Filtro capacitivo ideal 19

Apêndice 20

Questionário 20

Bibliografia 20

Espaço SENAI

Missão do Sistema SENAI

Contribuir para o fortalecimento da indústria e o desenvolvimento

pleno e sustentável do País, promovendo a educação para o trabalho e a

cidadania, a assistência técnica e tecnológica, a produção e disseminação

de informação e a adequação, geração e difusão de tecnologia.

Introdução

Os circuitos retificadores de meia onda e onda completa fornecem uma tensão de saída consistindo em uma série de pulsos de mesmo sinal produzindo, assim, um fluxo de corrente unidirecional através da carga. No entanto, muitos equipamentos de corrente contínua necessitam de uma alimentação cuja variação no tempo seja tão pequena quanto possível. Para eliminar essa limitação, adiciona-se um filtro na saída do circuito retificador comum, como forma de minimizar as variações no tempo dos níveis da tensão e da corrente de saída.

Este fascículo tratará das técnicas normalmente empregadas na obtenção da filtragem do processo de retificação, com o objetivo de capacitar o leitor a empregar essas técnicas na construção de fontes com um maior grau de pureza na saída.

Para a boa compreensão do conteúdo e desenvolvimento das atividades contidas neste fascículo, o leitor deverá estar familiarizado com os conceitos relativos a:

* Armazenamento de energia em capacitores.

* Retificação de meia onda.

* Retificação de onda completa.

Filtros em fontes de alimentação

A tensão contínua pura se caracteriza por ter uma única polaridade e por um valor que não varia ao longo do tempo, como mostrado no gráfico da Fig.1.

Fig.1 Tensão puramente contínua como função do tempo.

A tensão de saída produzida pelos circuitos retificadores, tanto de meia onda como de onda completa, toma a forma de uma série de pulsos. A Fig.2 mostra esse tipo de tensão de saída para o caso do retificador de onda completa. Como pode ser aí observado, embora os pulsos de tensão sejam de mesma polaridade, existe uma variação no tempo do valor da tensão de saída.

Fig.2 Dependência no tempo da tensão de saída de um retificador de onda completa.

Salvo em algumas situações, como por exemplo na saída dos carregadores de bateria convencionais, a tensão pulsada fornecida pelos circuitos retificadores comuns não é apropriada para uso em circuitos mais sofisticados cuja operação demanda um alto grau de pureza na tensão contínua de alimentação.

Essa deficiência presente no retificador comum é resolvida pelo emprego de um filtro conectado entre a saída do retificador e a carga, conforme ilustrado na Fig.3. O filtro atua no sentido de aproximar a tensão na carga, tanto quanto possível, da tensão contínua ideal, de valor constante como mostrado no gráfico da Fig.1.

Fig.3 Diagrama de blocos de um circuito retificador com filtro na saída.

O CAPACITOR COMO ELEMENTO DE FILTRAGEM

A capacidade de armazenamento de energia elétrica dos capacitores pode ser utilizada como recurso para realizar um processo de filtragem na tensão de saída de um circuito retificador. Essa filtragem é realizada conectando-se o capacitor diretamente nos terminais de saída do circuito retificador, como mostrado nos dois diagramas da Fig.4.

Fig.4 Circuitos retificadores de meia onda e onda completa com capacitor de saída.

Considere, por exemplo, a operação do retificador de meia onda com capacitor de saída. Nos intervalos de tempo em que o diodo entra em regime de condução, uma parte da corrente flui através da carga com a parte restante fluindo para o capacitor, como mostrado na Fig.5.

Fig.5 Operação do retificador de meia onda com capacitor de saída durante o regime de condução.

Nesses intervalos de tempo, carga elétrica é transferida da armadura conectada ao cátodo do diodo para a segunda armadura do capacitor.

Nos intervalos de tempo em que o diodo opera no regime de bloqueio, o capacitor inicia o processo de transferência da carga elétrica da armadura negativa para a positiva. Com o circuito retificador em bloqueio, não é possível a ocorrência de um fluxo de corrente através do circuito retificador. Conseqüentemente, a corrente produzida pela descarga do capacitor flui através do resistor de carga, conforme ilustrado na Fig.6.

Fig.6 Operação do retificador de meia onda com capacitor de saída durante