quarta-feira, 10 de outubro de 2012

Trabalho Prático Laboratorial de Retificação


Este artigo que se segue abaixo, fala do que é por si mesmo, e o bom funcionamento dum circuito retificador de meia onda, sendo usados componentes tais como o díodo, o capacitador e o transformador.


Introdução

O circuito que "construímos" antes de tudo, é uma das partes mais é um dos mais importantes de um determinado trabalho no ramo da eletrónica, pois, todos os equipamentos necessários para o seu funcionamento possuem algo parecido como uma pilha, tanto como pode ser pequena ou grande, dependendo da função que irá exercer, tendo a maior parte destas fontes um circuito retificador.

A função da fonte alimentação é fornecer energia para o circuito electrónico com
um nível de tensão e corrente apropriado! Na maioria das vezes o circuito retifica a
tensão alternada para que esta fique contínua, e ainda ajusta o mesmo nível para um melhor e eficaz trabalho. A tensão na saída de um circuito retificador é normalmente menor do que a tensão da rede de alimentação. O componente que faz com que haja esta retificação, é o diodo e o
componente usado para ajustar os níveis de tensão é o transformador.

Aqui tratamos de falar sobre a retificação da fonte básica monofásica.

Este tipo de fonte pode ter duas configurações:
  •  meia-onda
  •  onda-completa.
A fonte de onda completa possui dois circuitos básicos:
  •   Montagem com díodo em ponte
  • Montagem usando transformador com tape central ("Center Tape").



O Díodo 

Este semicondutor é um dispositivo composto de cristal de silício ou germânio, numa película cristalizada, formada por gases.

O díodo tem uma função retificadora: ou seja transforma a corrente alternada da entrada em corrente contínua.

Em baixo encontra-se uma figura que mostra os terminais do díodo: o Cátodo e o Ânodo.


 
 Fig. 1 - Ilustração dum Díodo




Funcionamento do Díodo

O díodo permite que a corrente circule num determinado sentido(o da seta do diagrama), bloqueando o fluxo da corrente no sentido inverso.

Na figura abaixo mostra o funcionamento do díodo, por exemplo, na fig. A, a lâmpada liga pois o díodo está bem ligado ao circuito, provocando este uma passagem de corrente; na fig. B, já não sucede o mesmo, pois o díodo não está bem ligado.






Fig. 2 - Funcionamento do díodo




O diodo semicondutor é um componente não linear que permite passagem de corrente num sentido e impede a passagem de corrente no sentido contrário. Na figura 2 temos o símbolo de um diodo semicondutor bem como as curvas características de um diodo ideal e de um diodo real.




Como vemos, dentro de certas limitações, as duas curvas são bem semelhantes.
Evidentemente, o fator de escala para correntes no sentido negativo está exagerado, e a queda de tensão no sentido direto (da ordem de 1 V) pode ser desprezada em primeira análise na maioria dos circuitos (como veremos mais adiante a queda de tensão vd no sentido direto no diodo é geralmente muito menor que tensão do transformador e a queda de tensão nos demais componentes). Já a ruptura da junção do diodo ocorre em tensões reversas elevadas nas quais o diodo não deve ser utilizado para retificar. Por exemplo, para
200 V eficazes (pico de 280 V) devemos utilizar um diodo que tenha tensão de ruptura pelo menos de 300 V (o melhor seria cerca de 500 V para maior margem de segurança) e com isto garantirmos que não ocorrerá ruptura.

Retificação de Meia Onda (experiência prática)

Primeiro vamos ver o que é a retificação. Retificação é transformar ou passar uma corrente bidirecional numa unidirecional(não é o mesmo que passar uma corrente alternada em continua).

   Trabalho prático
Circuito de retificação de meia onda
que depois vai ser baseado para montar o
circuito na bredboard 
Este é o nosso circuito montado na bredboard






Nosso circuito montado ligado ao
gerador de sinais e ao osciloscópio 

 Este circuito como estamos a ver tem que estar ligado a um gerador de sinais (numa frequência aproximadamente de 100 Hz) para que possamos visualizar no osciloscópio a onda.
 Agora  vamos mostrar como e que fica a retificação de meia onda no osciloscópio.



 Aqui como podemos ver temos 2 sinais um na entrada e outro na saída. Aqui não dá para perceber muito bem mas o sinal que tem picos na parte negativa e na parte positiva é o sinal na entrada no circuito. O sinal que só tem parte positiva é o sinal á saída , isto é , o sinal já retificado.
Quando o semi-circulo é positivo(do sinal de entrada) o diodo esta diretamente polarizado, logo conduz. Quando o semi-circulo  está negativo, diodo está, inversamente polarizado logo não conduz.

Retificação de onda completa com 2 díodos




O circuito abaixo é o circuito que vamos montar no qual vamos utilizar um transformador, 
 diodos e uma carga(resistência).


Circuito de retificação de onda completa

O nosso circuito montado já com o osciloscópio montado.




Agora vai ver os sinais no osciloscópio 
    (Atenção os sinis não estão centrados mas com este modelo de osciloscópio podemos realizar isso facilmente. Este modelo é fabricado pala UNI-T, mais informações http://www.uni-trend.com/)




Vamos então ver os sinais centrados



Ponte de Graetz (Graetz Bridge)

A Ponte de Graetz é um circuito conversor, ou seja, este converte a corrente monofásica em corrente retificada, tornando-se só com um tipo de alternância: positiva ou negativa.


 
 Ponte de Graetz


É constituida por quatro díodos, ou no circuito que montamos usámos um componente conhecido como ponte de Graetz, que acaba por fazer o mesmo efeito da passagem da corrente elétrica.

Quando a tensão de entrada é positiva, o díodo 1 fica polarizado diretamente (ânodo a um potencial positivo), o díodo 2 fica polarizado diretamente também (cátodo a um potencial negativo) e o díodo 3 e 4 ficam polarizados inversamente, como podemos observar na figura abaixo


 Assim observamos o sentido da circulação da corrente, a partir do terminal negativo, passando pelos quatro díodos, finalizando no terminal negativo.
Na figura seguinte já podemos observar que a tensão de entradas, tem as polaridades inversas. Neste caso, os díodos 3 e 4 estão diretamente polarizados; e os díodos 1 e 2 estão inversamente polarizados.



Aqui fica um vídeo do nosso circuito montado em Ponte de Greatz usando como auxílio de acompanhamento um osciloscópio :