Lista de Exercícios - Retificadores Não Controlados Monofásicos e Trifásicos

Questão 01 Retificadores não controlados monofásicos de onda completa em ponte são componentes essenciais na eletrônica de potência projetados para converter corrente alternada CA em corrente contínua CC sem a capacidade de controle sobre a tensão ou a corrente de saída Esses retificadores utilizam uma configuração de ponte composta por quatro diodos semicondutores que funcionam alternadamente para retificar a tensão de entrada CA em uma tensão CC pulsante Ao contrário dos retificadores controlados os retificadores não controlados não permitem ajustar a magnitude da tensão CC de saída Portanto a tensão CC produzida é diretamente proporcional à amplitude da tensão de entrada CA Essa característica torna esses retificadores adequados para aplicações em que não é necessária regulação de tensão como em fontes de alimentação de baixa potência e sistemas de retificação simples PERGUNTA 1 Um retificador monofásico de onda completa ligado em ponte é conectado a uma fonte de alimentação onde Vmax 311V Se a resistência de carga for de 5Ω determine a potência entregue à carga 2 Quais as principais aplicações para os retificadores monofásicos nãocontrolados de onda completa em ponte Questão 02 Retificadores não controlados trifásicos de onda completa em ponte são dispositivos importantes na eletrônica de potência projetados para converter de corrente alternada CA trifásica em corrente contínua CC com simplicidade e eficiência Esses retificadores utilizam uma configuração de ponte composta por seis diodos semicondutores operando em conjunto para retificar a tensão de entrada CA em uma tensão CC pulsante Uma das principais vantagens dos retificadores trifásicos em relação ao número de pulsos é a redução significativa das variações na tensão CC de saída em comparação com os retificadores monofásicos Em um retificador trifásico a ondulação é reduzida devido ao aumento do número de pulsos por ciclo resultando em uma tensão CC mais suave e próxima ao valor médio Esse recurso é benéfico em aplicações que necessitam uma tensão CC mais estável como sistemas de alimentação de eletrônicos sensíveis ou máquinas industriais Além disso os retificadores trifásicos de onda completa em ponte têm um melhor desempenho em termos de conteúdo harmônico e capacidade de fornecer uma tensão CC mais próxima do valor desejado em comparação com os retificadores monofásicos de onda completa Isso os torna uma escolha comum em sistemas de potência trifásica onde a estabilidade da tensão CC é fundamental PERGUNTA Um retificador não controlado de seis pulsos em ponte é alimentado por uma fonte trifásica de 250V 60Hz com uma carga puramente resistiva de 35Ω Perguntase 1 Qual o valor da corrente média na carga 2 O que significa Fator de Forma em um circuito retificador trifásico não controlado em ponte e o que isso representa 3 Qual o fator de forma do circuito Dados Questão 01 Ao aplicarmos uma senoide de valor máximo igual a 311V temos v t 311sinωt Para calcularmos a potência fornecida à carga utilizarmos a equação PLV L 2 R Onde Vl é o valor médio da tensão fornecida ao resistor que tem a seguinte fórmula V L 1 T 0 T vt ⅆ ωt1 π 0 π 311sin ωtⅆ ωt No retificador monofásico de onda completa teremos o período da senoide T reduzido à metade Ou seja o período de Vl é π Calculando V L 1 π 0 π 311sin ωt ⅆ ωt 311 π cosπ cos 0311 π 11 V L311 π 22311 π V Assim a potência fornecida à carga vale PLV L 2 R 1 5 2311 π 2 7840W Aplicações Carregadores de Bateria Os retificadores monofásicos nãocontrolados em ponte são frequentemente utilizados em sistemas de carregamento de baterias onde a corrente contínua é necessária para carregar baterias em veículos sistemas de energia solar entre outros Fontes de Alimentação DC Esses retificadores são empregados em fontes de alimentação que requerem corrente contínua para operar Essas fontes de alimentação são usadas em uma variedade de dispositivos eletrônicos desde eletrônicos de consumo até equipamentos industriais Controle de Motores CC Em algumas aplicações retificadores de onda completa em ponte podem ser usados para fornecer corrente contínua para motores elétricos Isso é comum em motores de corrente contínua onde a conversão de CA para CC é necessária Questão 02 Ao utilizarmos um retificador em ponte completa trifásico teremos na saída carga um recorte dos picos da tensão de linha da fonte durante o período π 3 Assim teremos um valor médio da seguinte forma V 0 1 T T 2 T 2 V LPcos ωtⅆ ωt 1 π3 π6 π6 2250cos ωtⅆ ωt V 032250 π sin π 6 sin π 6 2750 π 1 2 1 2337 62V Assim aplicando a lei de Ohm podemos encontrar a corrente média fazendo I 0V 0 R 33762 35 965 A O Fator de Forma em um circuito retificador trifásico não controlado em ponte representa a proporção entre o valor eficaz da corrente ou tensão média de saída contínua e o valor médio correspondente Essa métrica é empregada para analisar a configuração da forma de onda da corrente contínua gerada pelo retificador Quando o fator de forma é menor isso sugere que a saída de corrente contínua é mais consistente e suavizada Em resumo valores mais baixos do fator de forma indicam uma operação mais estável e uma forma de onda contínua mais uniforme FFV C ef V 0 V Cef 1 T T 2 T 2 V LPcos ωt 2ⅆ ωt 1 π3 π6 π 6 2250cosωt 2ⅆ ωt V Cef250 6 π π 6 π 6 cos 2ωt ⅆ ωt 250 6 π 097806337914V Assim temos o seguinte fator de forma FFV C ef V 0 337914 33762 100088