Lista de Exercicios Resolvidos Eletronica I 2011 Parte 2 Retificadores Com Filtro Fontes Reguladas

MINISTRIO DA EDUCAO SECRETARIA DE EDUCAO PROFISSIONAL E TECNOLGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS JOINVILLE DEPARTAMENTO DE DESENVOLVIMENTO DE ENSINO Curso: Tcnico em Eletroeletrnica Unidade Curricular: Eletrnica Geral - I

Prof. Carlos T. Matsumi Pgina 1

Resoluo Questo 1.1 V(t)=20.sen(100.t) e 10Vr = Vmed100

:

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

2 2 50f Hz T ms Vp V Vmx Vp Vd V

f

a) O valor do capacitor necessrio para uma tenso de ripple (Vr) de 10% da Tenso mdia;

10 0,1100

Vr Vmed Vr Vmed

1 2050 10 0,1 50L

Vmed VmedC mFf R Vr Vmed

b) Tenso mdia e mnima 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 Vmx Vmed Vmed

Vmed Vmed Vmed Vmed V

10 0,1 18,38 1,838100

19,30 1,838 17, 46

Vr Vmx Vmin Vmin Vmx Vr Vr Vmed V

Vmin V

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

10Vmxmx A

RL

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



Resoluo da Questo 1.2 V(t)=20.sen(100.t) e 10Vr = Vmed100

:

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


f

a) O valor do capacitor necessrio para uma tenso de ripple (Vr) de 10% da Tenso mdia; 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


5Vmxmx A

RL





:

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


f


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


10Vmxmx A

RL





:

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


f


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


Vmxmx ARL




Resoluo da Questo 2.1 V(t)=10.sen(200.t) e 5Vr = Vmin100

:

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


f

5 0, 05100

Vr Vmin Vr Vmin Vr Vmx Vmin Vmin Vmx Vr

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

1,05 1,05

Vmin Vmx Vr Vmin Vmx Vmin Vmin Vmin VmxVmxVmin Vmx Vmin Vmin V

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

2 2VrVmed Vmx Vmed V

a) O valor do capacitor necessrio para uma tenso de ripple (Vr) de 5% da Tenso mnima;

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

RL





:

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


f

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

RL




Resoluo da (figura 3) da 2 Questo V(t)=10.sen(200.t) e 5Vr = Vmed100

:

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

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

f f

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 necessrio para uma tenso de ripple (Vr) de 5% da Tenso mnima; 9,078 9,078 20,49

2 100 5 0,443 443L

VmedC mFf R Vr

b) Tenso mdia e mnima na carga RL; 9,078 8,86Vmed V e Vmin V

c) Corrente mxima na carga RL

9,078I 1,8165

Vmedmed ARL





:

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


f

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



9,078 9,078 10,49

2 100 10 0,443 886L

VmedC mFf R Vr




Vmedmed ARL




Resoluo da Questo 3.1 V(t)=15Vef, =120 e 8Vr = Vmx100

:

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 Vmx Vp Vd Vf

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

Vr Vmx Vr Vmx V

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

VrVmed Vmx V

Vmin Vmx -Vr

= a) O valor do capacitor necessrio para uma tenso de ripple (Vr) de 8% da Tenso mxima;

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

VmedC mFf R Vr


19, 69 18,87Vmed V e Vmin V

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

50Vminmin A

RL





:

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 Vmx Vp Vd V

f

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

Vr Vmx Vr Vmx V

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

VrVmed Vmx V

Vmin Vmx -Vr

=

a) O valor do capacitor necessrio para uma tenso de ripple (Vr) de 8% da Tenso mxima; 19,02 19,02 5

2 60 20 1,585 3804L

VmedC mFf R Vr

b) Tenso mdia e mnima na carga RL; 19,02 18, 225Vmed V e Vmin V

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

20Vminmin A

RL





:

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


f

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

Vr Vmx Vr Vmx V

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

VrVmed Vmx V

Vmin Vmx -Vr

=

a) O valor do capacitor necessrio para uma tenso de ripple (Vr) de 8% da Tenso mxima; 19,69 19,69 10

2 60 10 1,641 1.969L

VmedC mFf R Vr

b) Tenso mdia e mnima na carga RL; 19, 69 18,87Vmed V e Vmin V

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

10Vminmin A

RL




Resoluo Questo 3.4 V(t)=15Vef, =120 e 8Vr = Vmx100

:

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


f

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

Vr Vmx Vr Vmx V

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

VrVmed Vmx V

Vmin Vmx -Vr

=

a) O valor do capacitor necessrio para uma tenso de ripple (Vr) de 8% da Tenso mxima;

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 mnima na carga RL

18, 225I 1,8210

Vminmin ARL




Resoluo da Questo 4.1 Determine para os circuitos abaixo, onde C=470F, RL=220 e =120:

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

2 2 60Vp Vef V Vmx Vp Vd V f Hz T ms

f

a) A tenso mdia e mnima na carga RL;

6 0,161 6,20460 220 470.10 6,204Vmed Vmed VmedVr Vmed Vmed Vr

f RL C

0,16112,03 12,03 0,0805

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



2 22

2 11,13 12, 03 10, 23

Vmx VminVmed Vmed Vmx Vmin Vmin Vmed Vmx

Vmin V

b) A tenso de ripple no capacitor C1;

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




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


f


6 0,0806 12,4082 60 220 470.10 12, 408Vmed Vmed VmedVr Vmed Vmed Vr

f RL C

0,080612,03 12,03 0,0403

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



2 22

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


f


6 0,0806 12,4082 60 220 470.10 12,408Vmed Vmed VmedVr Vmed Vmed Vr

f RL C

0,080611,33 11,33 0,0403

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

1,0403



2 22

2 10,89 11,33 10, 45


Vmin V


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




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


f


6 0,1355 7,3860 150 820.10 7,38Vmed Vmed VmedVr Vmed Vmed Vr

f RL C

0,135516, 27 16,27 0,06775

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

1,06775



2 22

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


f



f RL C

0,0677520,51 20,51 0,033875

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

1,033875



2 22

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


f



f RL C

0,0677524,05 24,05 0,033875

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

1,033875



2 22

2 23, 262 24,05 22, 474


Vmin V


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



Resoluo da Questo 6.1 Dados: =120, RL=20 e admitindo que a tenso mnima de regulao do LM 78XX de 2,0V acima da tenso 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 Vmx Vp Vd V f Hz T msf

Vmin=tenso regulada tensomnima deregulao V

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

2 2VrVmed Vmx V

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

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

1I

RLEQUIVALENTE

VTenso mdia no capacitor C VsaidaRL e Isada na cargasaida RL RL

E temos que a tenso de sada , 9,0RLVsaida V Tenso fixa do regulador neste caso V Logo,

9 11,515450 25,58920 0, 450

RLEQUIVALENTE

V VmedIsada na carga mA e RLRL Isaida

Portanto,

.

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

VmedC mFf RL Vr

b) Tenso mdia e mnima no capacitor C1;

11,515 11, 00Vmed V Vmin V

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




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

2 2 6012 2 14,00


Vmin=tenso regulada tensomnima de regulao V

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

2 2VrVmed Vmx V



1I

RLEQUIVALENTE


E temos que a tenso de sada , 12,0RLVsaida V Tenso 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=tenso regulada tenso mnima de regulao V

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

2 2VrVmed Vmx V

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

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

1I

RLEQUIVALENTE


E temos que a tenso de sada , 15,0RLVsaida V Tenso 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




Resoluo da Questo 7.1 Dados: V(t)=15Vef , =100, RL=10 e admitindo que a tenso mnima de regulao do LM 78XX de 1,5V acima da tenso 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=tenso regulada tenso mnima deregulao V

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

2 2VrVmed Vmx V



1I

RLEQUIVALENTE


E temos que a tenso de sada , 9,0RLVsaida V Tenso 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 Vmx Vmin V 7,0120,51 17,00

2 2VrVmed Vmx V



1I

RLEQUIVALENTE


E temos que a tenso de sada , 12,0RLVsaida V Tenso fixa do regulador neste caso V Logo,

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

RLEQUIVALENTE

V VmedIsada 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 Vmx Vmin V 3,3119,81 18,155

2 2VrVmed Vmx V



1I

RLEQUIVALENTE



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

RLEQUIVALENTE

V VmedIsada na carga A e RLRL Isaida

Portanto, .

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

VmedC mFf RL Vr






Resoluo da Questo 8.1 Dados: V(t)=15Vef, RL=10, =120, e admitindo que a tenso mnima de regulao do LM 79XX de -2,0V acima da tenso 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 Vmx Vmin V

10,5120,51 15,2552 2

VrVmed Vmx V



1I

RLEQUIVALENTE



Logo,

8 15,255800 19,069

10 0,8RL

EQUIVALENTEV VmedIsada 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 Vmx Vmin V

6,5120,51 17, 2552 2

VrVmed Vmx V



1I

RLEQUIVALENTE



Logo,

12 17,2551,2 14,379

10 1,2RL

EQUIVALENTEV VmedIsada 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



19,81 17 2,81Vr Vmx Vmin V

2,8119,81 18, 4052 2

VrVmed Vmx V



1I

RLEQUIVALENTE



Logo,

15 18,4051,5 12,27

10 1,5RL

EQUIVALENTEV VmedIsada na carga A e RLRL Isaida

Portanto, .

18,4054,448

2 60 12,27 2,81EQUIV

VmedC mFf RL Vr






Resoluo da Questo 9.1 Dados: onde =120 e admitindo que a tenso mnima de regulao do LM 7815 de 2,0V acima da tenso regulada, determine:

Sendo este circuito uma fonte de alimentao simtrica, realizaremos a anlise para apenas a fonte

positiva, e conseqentemente os valores encontrados para a fonte negativa idntica 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 7,75Vr Vmx Vmin V

24,75 17,00 20,875

2 2Vmx VminVmed V

a) Demonstre as etapas de operao do circuito, mostrando o caminho de circulao das correntes durante o semi ciclo positivo e negativo da alimentao;

Note que este circuito apresenta a operao de retificador de meia onda, portanto a freqncia de

operao a mesma da freqncia da rede.

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


1I

RLEQUIVALENTE



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

VmedIsada na carga A e RLIsaida

Portanto, .

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

VmedC mFf RL Vr



c) Tenso mdia e mnima no capacitor C1; 20,875 17,00Vmed V Vmin V

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

bloqueio e perodo).






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 7,75Vr Vmx Vmin V

24,75 17,00 20,875

2 2Vmx VminVmed V


Note que este circuito apresenta a operao de retificador de meia onda, portanto a freqncia de

operao a mesma da freqncia da rede. b) O valor do capacitor C1 necessrio para o circuito abaixo;


1I

RLEQUIVALENTE





Portanto, .

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

VmedC mFf RL Vr



c) Tenso mdia e mnima no capacitor C1; 20,875 17,00Vmed V Vmin V

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

bloqueio e perodo).






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 7,75Vr Vmx Vmin V

24,75 17,00 20,875

2 2Vmx VminVmed V


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

freqncia de operao o dobro da freqncia da rede.



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


1I

RLEQUIVALENTE





Portanto, .

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

VmedC mFf RL Vr

c) Tenso mdia e mnima no capacitor C1;

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

bloqueio e perodo).

Lista de Exercicios Resolvidos Eletronica I 2011 Parte 2 Retificadores Com Filtro Fontes Reguladas

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