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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS JOINVILLE DEPARTAMENTO DE DESENVOLVIMENTO DE ENSINO Curso: Técnico em Eletroeletrônica Unidade Curricular: Eletrônica Geral - I

Prof. Carlos T. Matsumi Página 1

Resolução Questão 1.1 – V(t)=20.sen(100π.t) e 10Vr = × Vmed100

100 1 150 20 20 20 0,7 19,30

2 2 50f Hz T ms Vp V Vmáx Vp Vd V

a) O valor do capacitor necessário para uma tensão de ripple (Vr) de 10% da Tensão média;

10 0,1100

Vr Vmed Vr Vmed

1 2050 10 0,1 50L

Vmed VmedC mFf R Vr Vmed

b) Tensão média e mínima na carga RL;

0,119,30 19,30 0,052 2

19,300,05 19,30 1,05 19,30 18,381,05

Vr VmedVmed Vmáx Vmed Vmed

Vmed Vmed Vmed Vmed V

10 0,1 18,38 1,838100

19,30 1,838 17, 46

Vr Vmáx Vmin Vmin Vmáx Vr Vr Vmed V

Vmin V

c) Corrente máxima na carga RL 19,30I 1,93

10Vmáxmáx A

d) Forma de onda na carga RL, com todos os valores de tensão e tempo; e) Forma de onda no diodo D1.

Resolução da Questão 1.2 – V(t)=20.sen(100π.t) e 10Vr = × Vmed

100 1 150 20 20 2 20 1,4 18,60

a) O valor do capacitor necessário para uma tensão de ripple (Vr) de 10% da Tensão média; 10 0,1100

Vr Vmed Vr Vmed

1 202 50 5 0,1 50L

0,118,60 18, 60 0, 052 2

18,600, 05 18,60 1,05 18,60 17,711,05

10 0,1 17,71 1,77100

18,60 1,77 16,83

Vmin V

5Vmáxmáx A

100 1 150 20 20 20 0,7 19,30

Vr Vmed Vr Vmed

1 102 50 10 0,1 100L

0,119,30 19,30 0,052 2

19,300,05 19,30 1,05 19,30 18,381,05

10 0,1 18,38 1,838100

19,30 1,838 17, 46

Vmin V

10Vmáxmáx A

100 1 150 20 20 20 0,7 19,30

Vr Vmed Vr Vmed

1 2050 10 0,1 50L

0,119,30 19,30 0,052 2

19,300,05 19,30 1,05 19,30 18,381,05

10 0,1 18,38 1,838100

19,30 1,838 17,46

Vmin V

Vmáxmáx ARL

Resolução da Questão 2.1 – V(t)=10.sen(200π.t) e 5Vr = × Vmin100

200 1 1100 10 10 10 0,7 9,30

5 0, 05100

Vr Vmin Vr Vmin Vr Vmáx Vmin Vmin Vmáx Vr

0,05 0,059,301,05 8,86

1,05 1,05

Vmin Vmáx Vr Vmin Vmáx Vmin Vmin Vmin VmáxVmáxVmin Vmáx Vmin Vmin V

0,05 = 0,05 8,86 0, 443Vr Vmin Vr V 0,4439,30 9, 078

2 2VrVmed Vmáx Vmed V

a) O valor do capacitor necessário para uma tensão de ripple (Vr) de 5% da Tensão mínima;

9,078 9,078 40,98100 5 0, 443 221,5L

VmedC mFf R Vr

9,078 8,86Vmed V e Vmin V

5Vmedmed A

200 1 1100 10 10 2 10 1,4 8,60

5 0,05100

0,05 0,058,601,05 8,19

1,05 1,05

0, 05 = 0,05 8,19 0, 409Vr Vmin Vr V 0, 4098, 60 8,395

8,395 8,395 10,2632 100 10 0, 409 818L

VmedC mFf R Vr

10Vmedmed A

Resolução da (figura 3) da 2ª Questão –V(t)=10.sen(200π.t) e 5Vr = × Vmed

200 1 1 1 1100 10 10 10 10 0,7 9,30

2 2 100 100f Hz T ms T ms Vp V Vmáx Vp Vd V

5 0,05100

0,05 0,059,301,05 8,86

1,05 1,05

0,05 = 0,05 8,86 0, 443Vr Vmin Vr V 0,4439,30 9,078

a) O valor do capacitor necessário para uma tensão de ripple (Vr) de 5% da Tensão mínima; 9,078 9,078 20,49

2 100 5 0,443 443L

VmedC mFf R Vr

b) Tensão média e mínima na carga RL; 9,078 8,86Vmed V e Vmin V

c) Corrente máxima na carga RL

9,078I 1,8165

Vmedmed ARL

200 1 1100 10 10 10 0,7 9,30

5 0,05100

0,05 0,059,301,05 8,86

1,05 1,05

0,05 = 0,05 8,86 0,443Vr Vmin Vr V

0, 4439,30 9,0782 2

VrVmed Vmáx Vmed V

9,078 9,078 10,49

2 100 10 0,443 886L

VmedC mFf R Vr

Vmedmed ARL

Resolução da Questão 3.1 – V(t)=15Vef, ω=120π e 8Vr = × Vmáx100

120 1 160 16,67 2 2 15 21,21 21,21 0,7 20,512 2 60

f Hz T ms Vp Vef V Vmáx Vp Vd Vf

8 0,08 0, 08 20,51 1,641100

Vr Vmáx Vr Vmáx V

1,64120,51 19,692 2= 20,51-1,641 = 18,87V

VrVmed Vmáx V

Vmin Vmáx -Vr

= a) O valor do capacitor necessário para uma tensão de ripple (Vr) de 8% da Tensão máxima;

19,69 19,69 460 50 1,641 4.923L

VmedC mFf R Vr

19, 69 18,87Vmed V e Vmin V

c) Corrente mínima na carga RL 18,87I 0,377

50Vminmin A

Resolução da Questão 3.2 – V(t)=15Vef, ω=120π e 8Vr = × Vmáx

120 1 160 16,67 2 2 15 21,21 2 21,21 1,4 19,81

2 2 60f Hz T ms Vp Vef V Vmáx Vp Vd V

8 0,08 0,08 19,81 1,585100

Vr Vmáx Vr Vmáx V

1,58519,81 19,022 2=19,81-1,585 = 18,225V

VrVmed Vmáx V

Vmin Vmáx -Vr

a) O valor do capacitor necessário para uma tensão de ripple (Vr) de 8% da Tensão máxima; 19,02 19,02 5

2 60 20 1,585 3804L

VmedC mFf R Vr

b) Tensão média e mínima na carga RL; 19,02 18, 225Vmed V e Vmin V

c) Corrente mínima na carga RL 18, 225I 0,911

20Vminmin A

Resolução da Questão 3.3 – V(t)=15Vef, ω=120π e 8Vr = × Vmáx100

120 1 160 16,67 2 2 15 21,21 21,21 0,7 20,51

8 0,08 0,08 20,51 1,641100

Vr Vmáx Vr Vmáx V

1,64120,51 19, 692 2= 20,51-1,641 = 18,87V

VrVmed Vmáx V

Vmin Vmáx -Vr

a) O valor do capacitor necessário para uma tensão de ripple (Vr) de 8% da Tensão máxima; 19,69 19,69 10

2 60 10 1,641 1.969L

VmedC mFf R Vr

b) Tensão média e mínima na carga RL; 19, 69 18,87Vmed V e Vmin V

c) Corrente mínima na carga RL 18,87I 1,887

10Vminmin A

Resolução Questão 3.4 – V(t)=15Vef, ω=120π e 8Vr = × Vmáx100

120 1 160 16,67 2 2 15 21,21 2 21,21 1,4 19,81

8 0,08 0,08 19,81 1,585100

Vr Vmáx Vr Vmáx V

1,58519,81 19,022 2= -19,81- -1,585 = -18,225V

VrVmed Vmáx V

Vmin Vmáx -Vr

a) O valor do capacitor necessário para uma tensão de ripple (Vr) de 8% da Tensão máxima;

19,02 19,02 10

2 60 10 1,585 1902L

VmedC mFf R Vr

19,02 18, 225Vmed V e Vmin V c) Corrente mínima na carga RL

18, 225I 1,8210

Vminmin ARL

Resolução da Questão 4.1 – Determine para os circuitos abaixo, onde C=470µF, RL=220Ω e ω=120π:

120 1 12 2 9 12,73 12,73 0,7 12,03 60 16,67

2 2 60Vp Vef V Vmáx Vp Vd V f Hz T ms

a) A tensão média e mínima na carga RL;

6 0,161 6,20460 220 470.10 6,204

Vmed Vmed VmedVr Vmed Vmed Vrf RL C

0,16112,03 12,03 0,0805

2 212,030,0805 12,03 1,0805 12,03 11,131,0805

2 11,13 12, 03 10, 23

Vmáx VminVmed Vmed Vmáx Vmin Vmin Vmed Vmáx

Vmin V

b) A tensão de ripple no capacitor C1;

12,03 10,23 1,80Vr Vmáx Vmin V c) Forma de onda na carga RL, com todos os valores de tensão e tempo;

120 1 12 2 9 12,73 12, 73 0, 7 12,03 60 16,67

6 0,0806 12,4082 60 220 470.10 12, 408

0,080612,03 12,03 0,0403

2 212,030,0403 12,03 1,0403 12,03 11,5641,0403

2 11,564 12,03 11,098

Vmin V

120 1 12 2 9 12,73 2 12, 73 1, 4 11, 33 60 16,67

6 0,0806 12,4082 60 220 470.10 12,408

0,080611,33 11,33 0,0403

2 211,330,0403 11,33 1,0403 11,33 10,89

1,0403

2 10,89 11,33 10, 45

Vmin V

11,33 10, 45 0,88Vr Vmáx Vmin V c) Forma de onda na carga RL, com todos os valores de tensão e tempo;

120 1 12 2 12 16,97 16,97 0,7 16, 27 60 16,67

6 0,1355 7,3860 150 820.10 7,38

0,135516, 27 16,27 0,06775

2 216,270,06775 16,27 1,06775 16, 27 15, 237

1,06775

2 15, 237 16, 27 14, 20

Vmin V

120 1 12 2 15 21, 21 21,21 0,7 20,51 60 16,67

6 0,06775 14,762 60 150 820.10 14,76

0,0677520,51 20,51 0,033875

2 220,510,033875 20,51 1,033875 20,51 19,838

1,033875

2 19,838 20,51 19,166

Vmin V

120 1 12 2 18 25,45 2 25, 45 1,4 24,05 60 16,67

6 0,06775 14,762 60 150 820.10 14,76

0,0677524,05 24,05 0,033875

2 224,050,033875 24,05 1,033875 24,05 23, 262

1,033875

2 23, 262 24,05 22, 474

Vmin V

24, 05 22, 474 1,576Vr Vmáx Vmin V c) Forma de onda na carga RL, com todos os valores de tensão e tempo;

Resolução da Questão 6.1 – Dados: ω=120π, RL=20Ω e admitindo que a tensão mínima de regulação do LM 78XX é de 2,0V acima da tensão regulada, determine:

120 1 12 2 9 12,73 12,73 0,7 12,03 60 16,67

2 2 609 2 11,00

Vp Vef V Vmáx Vp Vd V f Hz T msf

Vmin=tensão regulada tensãomínima deregulação V

12,03 11,00 1,03Vr Vmáx Vmin V 1,0312,03 11,515

2 2VrVmed Vmáx V

a) O valor do capacitor necessário para o circuito abaixo; Para determinar o capacitor C1, teremos que encontrar o valor de RL equivalente, visto pelo

capacitor C1 em relação à carga RL (resistência equivalente do LM 78XX mais a carga RL, visto pelo capacitor) assim temos:

RLEQUIVALENTE

VTensão média no capacitor C VsaidaRL e Isaída na cargasaida RL RL

E temos que a tensão de saída , 9,0RLVsaida V Tensão fixa do regulador neste caso V Logo,

9 11,515450 25,58920 0, 450

RLEQUIVALENTE

V VmedIsaída na carga mA e RLRL Isaida

Portanto,

11,515 7, 28260 25,589 1,03EQUIV

VmedC mFf RL Vr

b) Tensão média e mínima no capacitor C1;

11,515 11, 00Vmed V Vmin V

c) Forma de onda no capacitor C1, com todos os valores de tensão e tempo (período).

120 1 12 2 15 21,21 21,21 0,7 20,51 60 16,67

2 2 6012 2 14,00

Vmin=tensão regulada tensãomínima de regulação V

20,51 14,00 6,51Vr Vmáx Vmin V 6,5120,51 17,255

2 2VrVmed Vmáx V

RLEQUIVALENTE

E temos que a tensão de saída , 12,0RLVsaida V Tensão fixa do regulador neste caso V

Logo, 12 17, 255600 28,75820 0,6

RLEQUIVALENTE

Portanto, .

17,255 768,0582 60 28,758 6,51EQUIV

VmedC Ff RL Vr

17, 255 14,00Vmed V Vmin V

120 1 12 2 18 25,45 2 25,45 1,4 24,05 60 16,67

2 2 6015 2 17,00

Vmin=tensão regulada tensão mínima de regulação V

24, 05 17,00 7, 05Vr Vmáx Vmin V 7, 0524,05 20,525

2 2VrVmed Vmáx V

a) O valor do capacitor necessário para o circuito abaixo;

Para determinar o capacitor C1, teremos que encontrar o valor de RL equivalente, visto pelo capacitor C1 em relação à carga RL (resistência equivalente do LM 78XX mais a carga RL, visto pelo capacitor) assim temos:

RLEQUIVALENTE

E temos que a tensão de saída , 15,0RLVsaida V Tensão fixa doregulador nestecaso V

Logo, 15 20,525750 27,36720 0,75

RLEQUIVALENTE

Portanto, .

20,525 886,5142 60 27,367 7,05EQUIV

VmedC Ff RL Vr

20,525 17, 00Vmed V Vmin V

Resolução da Questão 7.1 – Dados: V(t)=15Vef , ω=100π, RL=10Ω e admitindo que a tensão mínima de regulação do LM 78XX é de 1,5V acima da tensão regulada, determine :

100 1 12 2 15 21,21 21,21 0,7 20,51 50 20

2 2 509 1,5 10,5

Vmin=tensão regulada tensão mínima deregulação V

20,51 10,50 10, 01Vr Vmáx Vmin V 10,0120,51 15,505

2 2VrVmed Vmáx V

RLEQUIVALENTE

E temos que a tensão de saída , 9,0RLVsaida V Tensão fixa do regulador nestecaso V

Logo, 9 15,505900 17,22810 0,9

RLEQUIVALENTE

Portanto, .

15,505 1,79850 17,228 10,01EQUIV

VmedC mFf RL Vr

15,505 10,50Vmed V Vmin V

100 1 12 2 15 21,21 21,21 0,7 20,51 50 20

2 2 5012 1,5 13,5

20,51 13,50 7,01Vr Vmáx Vmin V 7,0120,51 17,00

2 2VrVmed Vmáx V

RLEQUIVALENTE

E temos que a tensão de saída , 12,0RLVsaida V Tensão fixa do regulador neste caso V Logo,

12 17,001, 20 14,16710 1,2

RLEQUIVALENTE

V VmedIsaída nacarga A e RLRL Isaida

Portanto,

17,00 1,7122 50 14,167 7,01EQUIV

VmedC mFf RL Vr

17, 00 13,50Vmed V Vmin V

100 1 12 2 15 21,21 2 21,21 1,4 19,81 50 20

2 2 5015 1,5 16,50

19,81 16,50 3,31Vr Vmáx Vmin V 3,3119,81 18,155

2 2VrVmed Vmáx V

RLEQUIVALENTE

Logo, 15 18,1551,5 12,10310 1,5

RLEQUIVALENTE

V VmedIsaída na carga A e RLRL Isaida

Portanto, .

18,155 4,5322 50 12,103 3,31EQUIV

VmedC mFf RL Vr

Resolução da Questão 8.1 – Dados: V(t)=15Vef, RL=10Ω, ω=120π, e admitindo que a tensão mínima de regulação do LM 79XX é de -2,0V acima da tensão regulada, determine:

120 1 12 2 15 21,21 21,21 0,7 20,51 60 16,672 2 60

8 2 10,00

20,51 10 10,51Vr Vmáx Vmin V

10,5120,51 15,2552 2

VrVmed Vmáx V

RLEQUIVALENTE

8 15,255800 19,069

10 0,8RL

EQUIVALENTEV VmedIsaída na carga mA e RLRL Isaida

Portanto, .

15,255 1,26860 19,069 10,51EQUIV

VmedC mFf RL Vr

120 1 12 2 15 21,21 21,21 0,7 20,51 60 16,672 2 60

12 2 14,00

20,51 14 6,51Vr Vmáx Vmin V

6,5120,51 17, 2552 2

VrVmed Vmáx V

RLEQUIVALENTE

12 17,2551,2 14,379

10 1,2RL

EQUIVALENTEV VmedIsaída na carga A e RLRL Isaida

Portanto, .

17,2551,536

2 60 14,379 6,51EQUIV

VmedC mFf RL Vr

17, 255 14, 00Vmed V Vmin V

120 1 12 2 15 21,21 2 21,21 1,4 19,81 60 16,672 2 60

15 2 17,00

2,8119,81 18, 4052 2

VrVmed Vmáx V

RLEQUIVALENTE

15 18,4051,5 12,27

10 1,5RL

EQUIVALENTEV VmedIsaída na carga A e RLRL Isaida

Portanto, .

18,4054,448

2 60 12,27 2,81EQUIV

VmedC mFf RL Vr

Resolução da Questão 9.1 – Dados: onde ω=120π e admitindo que a tensão mínima de regulação do LM 7815 é de 2,0V acima da tensão regulada, determine:

Sendo este circuito uma fonte de alimentação simétrica, realizaremos a análise para apenas a fonte

positiva, e conseqüentemente os valores encontrados para a fonte negativa é idêntica da fonte positiva respeitando a sua polaridade.

120 1 12 2 18 25,45 25,45 0,7 24,75 60 16,672 2 60

15 2 17,00

24,75 17,00 20,875

2 2Vmáx VminVmed V

a) Demonstre as etapas de operação do circuito, mostrando o caminho de circulação das correntes durante o semi ciclo positivo e negativo da alimentação;

Note que este circuito apresenta a operação de retificador de meia onda, portanto a freqüência de

operação é a mesma da freqüência da rede.

b) O valor do capacitor C1 necessário para o circuito abaixo; Para determinar o capacitor C1, teremos que encontrar o valor de RL equivalente, visto pelo

RLEQUIVALENTE

Logo, 20,8751,5 13,921,5EQUIVALENTE

VmedIsaída na carga A e RLIsaida

Portanto, .

20,875 3,22560 13,92 7,75EQUIV

VmedC mFf RL Vr

c) Tensão média e mínima no capacitor C1; 20,875 17,00Vmed V Vmin V

d) Forma de onda no capacitor C1, com todos os valores de tensão e tempo (tempo de condução, tempo de

bloqueio e período).

120 1 12 2 18 25, 45 2 25, 45 0,7 24,75 60 16,672 2 60

15 2 17,00

24,75 17,00 20,875

2 2Vmáx VminVmed V

Note que este circuito apresenta a operação de retificador de meia onda, portanto a freqüência de

operação é a mesma da freqüência da rede. b) O valor do capacitor C1 necessário para o circuito abaixo;

RLEQUIVALENTE

Portanto, .

20,875 3,22560 13,92 7,75EQUIV

VmedC mFf RL Vr

c) Tensão média e mínima no capacitor C1; 20,875 17,00Vmed V Vmin V

d) Forma de onda no capacitor C1, com todos os valores de tensão e tempo (tempo de condução, tempo de

120 1 12 2 18 25,45 2 25,45 0,7 24,75 60 16,672 2 60

15 2 17,00

24,75 17,00 20,875

2 2Vmáx VminVmed V

Note que este circuito apresenta a operação de retificador de onda completa, portanto a

freqüência de operação é o dobro da freqüência da rede.

b) O valor do capacitor C1 necessário para o circuito abaixo; Para determinar o capacitor C1, teremos que encontrar o valor de RL equivalente, visto pelo

RLEQUIVALENTE

Portanto, .

20,875 1,6122 60 13,92 7,75EQUIV

VmedC mFf RL Vr

c) Tensão média e mínima no capacitor C1;

20,875 17,00Vmed V Vmin V d) Forma de onda no capacitor C1, com todos os valores de tensão e tempo (tempo de condução, tempo de

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