Eletronica analogica otimo

Eletronica analogica otimo

(Parte 1 de 7)

Kit Didático de Eletrônica Analógica

Teoria e Prática

Experiência 011
SCR3
Definição3
Característica Física do SCR3
Funcionamento do SCR3
Curva Característica do SCR4
Característica de Controle do SCR pelo Circuito de Gatilho4
Curva Característica de Gatilho5
Disparo do SCR Ligado a uma Fonte C5
Funcionamento6
Disparo do SCR Ligado a uma Fonte CA6
Funcionamento do Circuito de Controle do SCR por C7
Disparo do SCR por Deslocamento de Fase8
DIAC9
Exemplo de Aplicação10
Experiência1
Experiência 0215
Transistor de Unijunção (UJT)17
Princípio de Funcionamento17
Oscilador de Relaxação com UJT17
Experiência21
Experiência 0325
Amplificador Base e Emissor-Comum27
Configurações Básicas de um Transistor27
Características da Configuração Emissor-Comum27
Características de Configuração Base-Comum27
Características da Configuração Coletor-Comum27
Amplificador Emissor-Comum28
Polarização DC29
Circuito com polarização Fixa30
Efeito Térmico dos Transistores31
Tensões de Ruptura32
Polarização por Divisor de Tensão3
Parâmetros Práticos para a Polarização34
Capacitor de Emissor ou de Desacoplamento34
Calculando o Capacitor de Emissor35
Capacitores de Entrada e Saída35
Cálculo dos Valores de Cin e Cout35
Amplificador Base-Comum37
Experiência38
Experiência 0447
Amplificador Diferencial49
Diferença de Tensões49

ÍNDICE Kit Didático de Eletrônica Analógica – Teoria e Prática Página I

Amplificador Diferencial Prático53
Experiência5
Experiência 0559
Características do Amplificador Operacional61
Símbolo61
Circuito Equivalente61
Amplificador Operacional Realimentado63
Somador Inversor65
Comparadores65
Experiência67
Experiência 0679
Retificadores/Filtros Capacitivos81
Retificadores81
Considerações Sobre Tensões no Diodo81
Rendimento82
Retificador de Onda Completa82
Considerações Sobre Tensões nos Diodos83
Rendimento84
Filtros Capacitor86
Experiência8
Experiência 0793
Fonte de Tensão Contínua a Zener e com Transistor Série95
Fontes de Tensão Contínua95
Fonte Estabilizada a Zener95
Princípio de Funcionamento95
Vantagem e Desvantagem desse Tipo de Circuito Regulador96
Fontes de Tensão Contínua a Zener e com Transistor em Série96
Princípio de Funcionamento97
Vantagens e Desvantagens97
Experiência9
Experiência 08101
Características do 5/Multivibradores Astável e Monoestável103
Circuito Interno103
Configuração Astável104
Funcionamento104
Configuração Monoestável106
Funcionamento106
Experiência107
Experiência 091
Filtros Passivos113
Definição de Filtros Passivos113

Parâmetros de Modo Comum.......................................................................................53 Página I Kit Didático de Eletrônica Analógica – Teoria e Prática

Filtro Passa-Alta Ideal114
Filtro Passa-Faixa Ideal114
Filtro Passa-Baixa RC Série115
Decibel117
Filtro Passa-Baixa com Escala em Decibel (Diagrama de Bode)117
Filtro Passa-Alta RC Série119
Diagrama de Bode do Filtro Passa-Alta120
Filtro Passa-Faixa RC Série122
Diagrama de Bode para o Filtro Passa-Faixa123
Experiência124
Experiência 10129
Oscilador de Cristal131
Cristal131
Características, Cortes e Faces do Cristal131
Osciladores Eletrônicos Utilizando Cristal134
Oscilador com Portas Lógicas e Cristal134
Funcionamento134
Experiência136
Experiência 1139
Filtros Ativos141
Definição141
Vantagens e Desvantagens dos Filtros Ativos141
Classificação141
Filtros de Butterworth142
Filtros de Chebyshev143
Filtros de Cauer ou Elípticos144
Projeto de Filtro Ativo145
Experiência148
Experiência 12153
Integrador e Diferenciador com Amplificador Operacional155
Diferenciador155
Circuito Teórico155
Funcionamento155
Dependência do Diferenciador em Relação à Freqüência156
Circuito Diferenciador Prático157
Integrador157
Circuito Teórico158
Funcionamento158
Dependência do Integrador em Relação à Freqüência159
Circuito Integrador Prático159
Saída do Diferenciador e do Integrador para Algumas Formas de Onda160
Experiência164

Filtro Passa-Baixa Ideal.............................................................................................. 113 Kit Didático de Eletrônica Analógica – Teoria e Prática Página I

Multiplexação e Demultiplexação de Sinal171
Circuitos Multiplexadores171
Aplicações172
Funcionamento172
Circuitos Demultiplexadores172
Multiplexadores e Demultiplexadores Utilizados na Transmissão de Informações173
Transmissão Paralela174
Transmissão em Série175
Experiência176
Experiência 14181
Modulação e Demodulação AMDSB (Amplitude-Modulated Double-Side Band)183
Princípio de Funcionamento183
Circuitos Moduladores183
Potência em AMDSB185
Circuitos Moduladores186
Modulador Síncrono187
Modulador Quadrático188
Índice de Modulação de AMDSB189
Método Trapezoidal190
Demodulador de AMDSB (Detector de Envoltória)191
Demodulador Síncrono191
Demodulador Quadrático194
Experiência195
Experiência 15199
Alarme201
Sensores das Portas201
Sensores das Janelas201
Sensor de Presença201
Pânico202
Apêndice203
Descrição do Equipamento205

Experiência 13 ........................................................................................... 169 Página IV Kit Didático de Eletrônica Analógica – Teoria e Prática

Experiência 01

Experiência 01 Kit Didático de Eletrônica Analógica – Teoria e Prática Página 1 de 206

Experiência 01 Página 2 de 206 Kit Didático de Eletrônica Analógica – Teoria e Prática

Experiência 01

Definição

Dispositivo semicondutor de 4 camadas, unidirecional. O SCR (do inglês Silicon Controlled Rectifier), como é conhecido, é o tiristor de maior uso, pois possibilita o controle de potências altíssimas através do controle da corrente que é convertida de CA em C. Esta é a diferença fundamental entre o SCR e o Retificador Não-Controlado.

Característica Física do SCR

Abaixo são dados a estrutura física e o símbolo do SCR com os 3 terminais anodo (A), catodo (K) e gate (G).

O SCR difere de um Retificador comum pela sua característica de controle de corrente. O gatilho ou gate é o terceiro terminal do SCR, o qual com baixos níveis de corrente pode controlar altos índices de corrente de anodo.

Funcionamento do SCR O circuito abaixo apresenta a estrutura interna do SCR.

Uma tensão positiva no gate polariza diretamente a base de Ve, assim saturando-o. Quando este satura, polariza diretamente a Junção Base-Emissor de V1, também saturando-o. Retirando-se o pulso do gate, um transistor mantém o outro saturado pois V1 fornece corrente de base para V2 e este drena corrente de base de V1.

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Experiência 01

O SCR continua funcionando até que a corrente anodo-catodo (Iak) seja interrompida. Isso é feito de duas formas: quando se corta a corrente Iak ou quando esta fica abaixo de um valor mínimo chamado de Corrente de Manutenção (Ih).

Curva Característica do SCR

Quando o circuito anodo-catodo estiver polarizado inversamente, o SCR se comporta como um diodo normal, deixando circular uma pequena corrente de fuga e, quando a tensão reversa ultrapassa a tensão máxima suportada pelo SCR, este entra em condução por avalanche.

Quando o SCR está polarizado diretamente, o que ocorre é uma pequena corrente direta de bloqueio (Id), que permanece com baixo valor até que a tensão de ruptura direta (Vbo) seja alcançada, iniciando então a avalanche direta.

Nesse ponto a corrente atinge o nível de alta condução. A resistência anodo-catodo torna-se pequena e o SCR atua como uma chave interruptora fechada.

O SCR ficará conduzindo enquanto a corrente Iak for maior que a corrente de manutenção Ih. A figura abaixo mostra a curva característica completa do SCR, para polarização direta e inversa, com o terminal gate aberto.

Característica de Controle do SCR pelo Circuito de Gatilho

O valor da tensão de ruptura poderá ser diminuído ao ser polarizar diretamente a junção gatecatodo. Através do ajuste da tensão de gate, consegue-se corrente de gate cada vez maiores, o que permite o disparo do SCR com tensão Vbo cada vez menores. A figura abaixo mostra o efeito do aumento de Vg para a Tensão de ruptura direta do SCR.

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Experiência 01

Curva Característica de Gatilho

Através da curva característica de gatilho mostrada na figura seguinte, pode-se determinar com segurança a corrente e tensão de gatilho.

Disparo do SCR Ligado a uma Fonte C

A maneira mais simples de se controlar o disparo de um SCR é quando seus terminais de anodo e catodo estão ligados a uma fonte C, e ao mesmo tempo, o seu circuito de gatilho é alimentado por outra fonte de C.

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Experiência 01

Funcionamento

A fonte de C G1 fornece a corrente para o resistor de carga R1, e a fonte G2 a tensão de gatilho para o SCR.

Inicialmente as fontes G1 e G2 fornecem ao circuito tensões acima de 0 V, e a chave S1 está fechada. Ao acionar-se momentaneamente S2, gera-se um pulso ao gatilho do SCR, comutandoo, fazendo com que haja corrente de carga através de RL.

Esta corrente permanecerá enquanto a chave S1 estiver fechada.

Disparo do SCR Ligado a uma Fonte CA

O SCR é largamente utilizado em circuitos de corrente alternada, por ser um dispositivo que possibilita o fácil controle da corrente de anodo através da corrente de "gafe". O SCR é utilizado, por exemplo, para operar e controlar motores de corrente contínua ou qualquer carga cuja fonte seja de corrente alternada. A figura abaixo ilustra o esquema típico desse tipo de controle.

Como podemos observar, o circuito recebe alimentação alternada através de uma fonte ou um transformador. A unidade de controle determina o tempo de condução do SCR, assim controlando a energia entregue à carga.

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Experiência 01

O intervalo de tempo depende da condição de ajuste e do tipo de unidade de controle do circuito de gate.

Funcionamento do Circuito de Controle do SCR por C

Observe abaixo o esquema de um Retificador de Meia Onda com SCR, cujo gatilho é controlado por corrente contínua.

Para se controlar o ponto de disparo do SCR basta alterar a polarização de gate.

Quando Vg aumentar, Vbo diminui assim o SCR conduz por um período mais prolongado. Por outro lado, quando Vg diminui, Vbo aumenta, assim o SCR conduz por um período menor.

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