Os Retificadores Monofásicos à Diodo com Cargas R e RL

Retificadores Monofásicos à Diodo com Cargas R e RL

Maycon Manoel Teixeira                                                                              

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  Resumo ⎯  Diodos são o tipo mais simples dos semicondutores, utilizados geralmente para retificar a corrente elétrica ou chavear um circuito.  Assim, como os demais componentes eletrônicos, são utilizados em variados tipos de aplicações. No experimento realizado, foi analisado na prática alguns tipos de retificadores monofásicos à diodo com carga, os quais são: retificador monofásico de meia onda à diodo com carga R, retificador monofásico de meia onda à diodo com carga RL, retificador monofásico de onda completa com carga R.

  Palavras-chaves ⎯  diodos, semicondutores, retificadores monofásicos à diodo

I. Introdução

    A definição de retificadores baseia-se na obtenção uma forma de onda em apenas um sentido, a partir de uma fonte de corrente alternada. Os diodos são comumente usados para esse propósito, pois sua finalidade é permitir a passagem de corrente em apenas um sentido.

  É possível fazer um retificador com somente um diodo, como é o caso do retificador de meia onda, porém é ineficiente por aproveitar somente meio ciclo da onda.  

  No entanto esse método servirá para fins de análise, e a partir desse conceito estudado, veremos retificadores mais eficientes, utilizando mais de um diodo.

   

1.1) Retificador monofásico de meia-onda à diodo com carga R

   Partindo de um transformador simples, basta acrescentar-lhe um diodo para retificar a corrente em meia onda, onde só os semiciclos positivos são aproveitados e transformados em uma corrente constante (contínua), a figura (1.1) mostra a estrutura desse tipo de retificador.  

           Teoricamente, quando o semiciclo for negativo, a tensão no ânodo torna-se negativa em relação à no cátodo, então o diodo passa a ficar bloqueado (desligado), sendo assim não há passagem de corrente para a carga R.

           Desse modo, somente quando os semiciclos forem positivos  o diodo vai conduzir (ligado), permitindo assim o fluxo de corrente através do resistor R.

[pic 1]

Fig 1.1 Retificador monofásico de meia onda com carga R

   A tensão de alimentação é representada pela expressão (1.1).

                        (1.1)[pic 2]

        

   onde, VO= tensão eficaz

        

    A tensão de pico é representada pela equação (1.2)

                                (1.2)                                                [pic 3]

   A tensão média na carga (VLmed) representa uma grandeza continua que tem a mesma área sob a curva que a onda periódica, no mesmo intervalo t, e é obtida através da dedução da equação abaixo:

                           (1.3)[pic 4]

                                 [pic 5]

   Assim,

           [pic 6]

        

   A corrente média na carga é calculada pela expressão (1.4).

                                (1.4)[pic 7]

   A tensão eficaz representa o valor da tensão ou corrente que produz a mesma dissipação de potência que a tensão ou corrente periódica. A tensão eficaz (VREF) e a corrente eficaz (IREF), podem ser expressa respectivamente por:

                                        (1.5)[pic 8]

 

                                (1.6)[pic 9]

        

A potência dissipada na carga é dada pela expressão (1.7).

                                (1.7)                                                [pic 10]

1.2) Retificadores monofásico de meia onda à Diodo com carga RL

   Consiste praticamente no mesmo circuito do retificador monofásico de meia onda puramente resistivo, porém com uma indutância L1 posta em série com o resistor R1 e o diodo, como pode ser visto na Figura 1.3.

 

[pic 11]

Fig. 1.3. Retificador 1Φ à diodo com carga RL.

O princípio da polaridade do diodo é o mesmo do retificador de meia onda puramente resistivo, onde                 aproveita somente o semiciclo positivo da onda.

Com a indutância introduzida no circuito, o diodo não bloqueia a corrente em ωt = π, Enquanto a corrente não se anular o diodo continua conduzindo, o bloqueio acontece no ângulo de extinção β, que é superior a π, sendo assim a tensão de carga para ângulos superiores a π, torna –se instantaneamente negativa, o qual pode-se verificar abaixo na Figura 1.4.

[pic 12][pic 13][pic 14]

Fig 1.4. Formas de ondas produzidas pelo retificador 1Φ de meia onda com carga RL.

1.2.1 Retificadores monofásico de meia onda à Diodo “Roda Livre”