Retificador de Onda Completa com Derivação Central: Design, Medição e Simulação

Peças e Materiais

PEÇAS E MATERIAIS

• Fonte de alimentação CA de baixa tensão (saída 6 volts)
• Dois diodos retificadores 1N4001 (Radio Shack catálogo #276-1101)
• Motor "hobby" pequeno, tipo ímã permanente (Radio Shack catálogo #273-223 ou equivalente)
• Detector de áudio com fones de ouvido
• Capacitor de 0,1 µF
• Uma chave toggle, SPST ("Single-Pole, Single-Throw")

É essencial para este experimento que a fonte de alimentação CA de baixa tensão tenha derivação central. Um transformador com enrolamento secundário sem derivação simplesmente não funcionará para este circuito.

Os diodos não precisam ser unidades exatas do modelo 1N4001. Qualquer da série "1N400X" de diodos retificadores é adequada para a tarefa, e são bastante fáceis de obter.

Referências Cruzadas

Lessons In Electric Circuits, Volume 3, capítulo 3: "Diodos e Retificadores".

Objetivos de Aprendizado

• Projetar um circuito retificador com derivação central
• Medir tensão de "ripple" com voltímetro

Diagrama Esquemático

 

 

Ilustração

 

 

Instruções

Este circuito retificador é chamado de onda completa porque aproveita a forma de onda inteira, tanto semi-ciclos positivo quanto negativo, da tensão da fonte CA no alimentação da carga CC. Como resultado, há menos tensão de "ripple" vista na carga.

O valor RMS (Root-Mean-Square) da saída do retificador também é maior para este circuito que para o retificador de meia onda. Use um voltímetro para medir tanto a tensão DC quanto CA entregue ao motor.

Você deve notar as vantagens do retificador de onda completa imediatamente pela maior indicação DC e menor CA comparado ao último experimento. Uma vantagem experimental deste circuito é a facilidade com que pode ser "desconvertido" para retificador de meia onda: simplesmente desconecte o fio jumper curto que conecta os dois cátodos dos diodos na barra de terminais.

Melhor ainda, para comparação rápida entre retificação de meia e onda completa, você pode adicionar uma chave no circuito para abrir e fechar esta conexão à vontade:

 

Com a capacidade de alternar rapidamente entre retificação de meia e onda completa, você pode facilmente realizar comparações qualitativas entre os dois modos de operação diferentes. Use o detector de sinal de áudio para "ouvir" a tensão de ripple presente entre os terminais do motor nos modos de meia onda e onda completa, notando tanto a intensidade quanto a qualidade do tom.

Lembre-se de usar capacitor de acoplamento em série com o detector para que ele receba apenas a tensão CA de "ripple" e não tensão DC:

 

 

Simulação Computacional

Esquemático com números de nós SPICE:

 

 

Netlist (crie um arquivo de texto contendo o seguinte texto, verbatim):

 Retificador center-tap onda completa v1 1 0 sin(0 8.485 60 0 0) v2 0 3 sin(0 8.485 60 0 0) rload 2 0 10k d1 1 2 mod1 d2 3 2 mod1 .model mod1 d .tran .5m 25m .plot tran v(1,0) v(2,0) .end 

Planilha Relacionada

• Planilha de Circuitos Retificadores