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Retificador

Currículos: Sek II, electronics courses

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Objetivo

Estudar o retificador em ponte de onda completa e a filtragem da ondulação por um capacitor.

A montagem

Fonte: senoidal, amplitude 10 V, 50 Hz. Uma ponte de quatro diodos, uma carga de 1 kΩ. O capacitor de filtragem de 100 µF é ligado à carga através de um interruptor, que está aberto. Osciloscópio na carga: CH1, 5 V/div, 5 ms/div.

Procedimento

  1. Observe a forma de onda na carga e determine o período da ondulação.
  2. Feche o interruptor do capacitor. Para ver a ondulação, no menu do osciloscópio passe o CH1 para a entrada AC, ajuste com os botões giratórios 0,2 V/div e um nível de disparo em 0; estime a ondulação pico a pico.
  3. No cartão de parâmetros do capacitor, ajuste 1000 µF e passe o CH1 para 20 mV/div.
  4. Abra o interruptor e retire o diodo mais à esquerda — você obtém um retificador de meia onda.
Resultado esperado

Na carga aparecem semiciclos positivos, sem nenhuma descida abaixo de zero. O pico é de cerca de 8,9 V: cerca de 1,1 V se perde nos dois diodos em condução (diodos retificadores de silício reais perdem cerca de 1,3 V, e o pico é menor, cerca de 8,7 V). A frequência da ondulação é 100 Hz — 2 divisões. Com o capacitor de 100 µF a tensão é quase constante, cerca de 8,5 V; a ondulação é de cerca de 0,67 V — 3,4 divisões na entrada AC; com 1000 µF — cerca de 0,07 V. Com um diodo retirado, resta um semiciclo por período, 50 Hz.

Questões

  1. Por que a frequência da ondulação de um retificador de onda completa é o dobro da frequência da rede elétrica?
  2. Como a ondulação pico a pico depende da corrente na carga?
Respostas
  1. A ponte inverte o semiciclo negativo, então a carga recebe os dois semiciclos de cada período no mesmo sentido. Um período da fonte, 20 ms em 50 Hz, produz dois arcos iguais, e a ondulação se repete a cada 10 ms: 100 Hz.
  2. A ondulação é aproximadamente proporcional à corrente na carga. Entre os picos só o capacitor alimenta a carga e perde uma quantidade de carga \(I \cdot \Delta t\), então sua tensão cai \(\Delta U \approx I \cdot \Delta t / C\), onde \(\Delta t\) é no máximo os 10 ms entre os picos. Para 8,5 V / 1 kΩ = 8,5 mA e 100 µF isso dá no máximo 8,5 mA · 10 ms / 100 µF = 0,85 V; a montagem mostra 0,67 V, porque o capacitor começa a se recarregar antes do pico seguinte.