Atividade de Estudo 1 - Eletrônica de Potência - Dispositivos Semicondutores

ATIVIDADE DE ESTUDO 1 ELETRÔNICA DE POTÊNCIA Instruções Esta é uma atividade de entrega INDIVIDUAL Trabalhos com cópias indevidas integrais ou parciais de outros alunos ou da internet terão desconto na nota final A sua resolução deve ser feita utilizando um documento de texto pois ao final da sua atividade você entregará apenas UM ARQUIVO com suas respostas O arquivo a ser entregue deve ser dos formatos DOC DOCX ou PDF Se você usa OPEN OFFICE ou MAC transforme o arquivo em PDF para evitar incompatibilidades Se você fez a atividade ou parte dela à mão você deve digitalizar ou tirar fotos da sua atividade e colocar essas imagens dentro do seu arquivo de resposta que será entregue O arquivo de resposta preenchido pode ter quantas páginas você precisar para respondêlo Coloque um nome simples no seu arquivo para não se confundir no momento de envio Antes de clicar em FINALIZAR certifiquese de que você está enviando o arquivo correto É a atividade da disciplina certa Uma vez finalizado você não poderá mais modificar o arquivo Sugerimos que você clique no link gerado da sua atividade e faça o download para conferir se está de acordo com o arquivo entregue Boa atividade a todos Prof Igor Henrique N Oliveira Contextualização Nas primeiras unidades de Eletrônica de Potência estudamos os conceitos básicos de circuitos chaveados quando calculamos a potência perdida na transferência entre fonte e carga Em seguida discutimos os circuitos conversores básicos de CA para CC os chamados retificadores que podem ser controlados ou não controlados Baseado nesse contexto responda as questões a seguir que envolvem esses assuntos Assunto 1 dispositivos semicondutores de potência 1 Qual é a principal função dos dispositivos semicondutores de potência em eletrônica de potência do ponto de vista do controle do fluxo de potência entre fonte e carga 2 Qual é a diferença entre um diodo de potência e um transistor de potência Cite uma aplicação para cada um dos dispositivos destacando a diferença entre as aplicações Assunto 2 circuitos retificadores 3 Explique a diferença entre circuitos retificadores controlados e não controlados destacando suas características distintas e as suas principais aplicações na Eletrônica de Potência Em sua resposta mencione pelo menos três aplicações importantes desses circuitos e como o controle do fluxo de corrente contribui para a otimização dessas aplicações 4 Um retificador monofásico em ponte da Figura 1 é alimentado a partir de uma fonte de tensão CA de 12 V eficazes 60 Hz A resistência da carga é RL120 Ω Projete um filtro capacitivo de modo que o fator de ondulação da tensão de saída seja menor que 5 Apresente o médio valor da tensão cc na carga Figura 1 Circuito retificador em ponte de diodos da questão 4 Fonte WOLLZ D H Eletrônica de Potência Maringá UniCesumar 2021 p 69 5 Um retificador CONTROLADO na configuração ponte completa possui na entrada AC uma eficaz 220V em 60 Hz e alimenta uma carga puramente resistiva de 12 Ω O ângulo de disparo dos tiristores é configurado em 30 Determine a corrente média na carga e a potência em Watts absorvida pela carga ATIVIDADE DE ESTUDO 1 ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 1 Em relação ao fluxo de potência o uso de dispositivos semicondutores pode ser diverso Isso porque tais dispositivos como diodos e tiristores podem controlar tanto a forma como a potência é distribuídacontínua ou alternada Ou a depender do controle no gatilho de tiristores determinar dentro de uma faixa a potência que será transmitida Além disso junto a outros dispositivos podese utilizar os semicondutores como chaves ora abertas ou fechadas que também podem determinar o ciclo de trabalho e assim a potencia distribuída 2 Diodos são dispositivos de dois terminais e transistores de três O diodo é usado para conduzir corrente somente em sentido positivo pode ser usado para retificadores por exemplo Os transistores a depender da tensão aplicada em seu terminal podem funcionar como chave aberta fechada e amplificadores uma de suas aplicações está relacionada a dispositivos do tipo buck e boost onde são utilizados para determinar o ciclo de trabalhotempo de chave ligada 3 Retificadores não controlados usam diodos cujo princípio de funcionamento está relacionado a conduzir em tensões positivas e não conduzir quando inversamente polarizado Dessa forma um retificador não controlado possui como forma de onda de saída apenas componentes positivos da forma de onda de entrada Retificadores controlados utilizam tiristores esses podem ser acionados a depender da corrente de gatilho para conduzir a partir de determinado ângulo desse modo podese controlar a potência desejada de saída Exemplo de aplicação de retificador não controlado uso em fontes como de computadores que necessitam tensão contínua Exemplos de aplicações de retificadores controlados controle de velocidade de motores e controle de brilho em lâmpadas incandescentes 4 Entrada 12V eficaz Carga 120 Variação de tensão de saindadVo 5 Tensão média de saída 2 12 0636 1079V Valor do capacitor 0051079 2 12 260C 6474C 1697 C 0262F 5 Um retificador CONTROLADO na configuração ponte completa possui na entrada AC uma eficaz 220V em 60 Hz e alimenta uma carga puramente resistiva de 12 Ω O ângulo de disparo dos tiristores é configurado em 30 Determine a corrente média na carga e a potência em Watts absorvida pela carga Tensão média na carga Vm 045 220 1 cos 30 Vm 18473V Corrente média na carga Im 1847312 1539A Corrente eficaz na carga Ie 22012 1 30pi180pi sen602pi Ie 1807 Potencia absorvidaP P 12 1807² P 391829 ATIVIDADE DE ESTUDO 1 ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 1 Em relação ao fluxo de potência o uso de dispositivos semicondutores pode ser diverso Isso porque tais dispositivos como diodos e tiristores podem controlar tanto a forma como a potência é distribuídacontínua ou alternada Ou a depender do controle no gatilho de tiristores determinar dentro de uma faixa a potência que será transmitida Além disso junto a outros dispositivos podese utilizar os semicondutores como chaves ora abertas ou fechadas que também podem determinar o ciclo de trabalho e assim a potencia distribuída 2 Diodos são dispositivos de dois terminais e transistores de três O diodo é usado para conduzir corrente somente em sentido positivo pode ser usado para retificadores por exemplo Os transistores a depender da tensão aplicada em seu terminal podem funcionar como chave aberta fechada e amplificadores uma de suas aplicações está relacionada a dispositivos do tipo buck e boost onde são utilizados para determinar o ciclo de trabalhotempo de chave ligada 3 Retificadores não controlados usam diodos cujo princípio de funcionamento está relacionado a conduzir em tensões positivas e não conduzir quando inversamente polarizado Dessa forma um retificador não controlado possui como forma de onda de saída apenas componentes positivos da forma de onda de entrada Retificadores controlados utilizam tiristores esses podem ser acionados a depender da corrente de gatilho para conduzir a partir de determinado ângulo desse modo podese controlar a potência desejada de saída Exemplo de aplicação de retificador não controlado uso em fontes como de computadores que necessitam tensão contínua Exemplos de aplicações de retificadores controlados controle de velocidade de motores e controle de brilho em lâmpadas incandescentes 4 Entrada 12V eficaz Carga 120 Variação de tensão de saindadVo 5 Tensão média de saída 2 12 0636 1079V Valor do capacitor 0051079 2 12 260C 6474C 1697 C 0262F 5 Um retificador CONTROLADO na configuração ponte completa possui na entrada AC uma eficaz 220V em 60 Hz e alimenta uma carga puramente resistiva de 12 Ω O ângulo de disparo dos tiristores é configurado em 30 Determine a corrente média na carga e a potência em Watts absorvida pela carga Tensão média na carga Vm 045 220 1 cos 30 Vm 18473V Corrente média na carga Im 1847312 1539A Corrente eficaz na carga Ie 22012 1 30pi180pi sen602pi Ie 1807 Potencia absorvidaP P 12 1807² P 391829