Nos circuitos em nossa residência a corrente pode estar em fase com a tensão, adiantada ou defasada. Quando a corrente está em fase com a tensão dizemos que o fator de potência é unitário, isso ocorre em cargas puramente resistivas, Figura 1. No caso corrente estar adianta em relação da tensão o circuito é capacitivo, Figura 2. Por sua vez, nos casos em que a corrente está defasa em relação a tensão tem-se uma circuito com características indutiva, Figura 3.
Figura 1 - Carga Puramente Resistiva

Figura 2 - Carga com características Capacitivas.


Figura 3 - Carga com características Indutiva.
O fato das correntes estarem em fase ou não com a tensão decorre em três tipos de potência, a Potência ativa, a reativa e a Aparente. Também é devido a defasagem na corrente que surge a necessidade de introduzirmos a conceito de fator de potência.

Potência Ativa

A potência ativa é aquela que produzir trabalho. A potência ativa P é igual a tensão eficaz Ue multiplicada pela corrente eficaz Ie com o cosseno do angulo de defasagem entre tensão e corrente. A unidade de medição de potência ativa é watt ou W.

Potência Aparente 

A potência aparente tem sua unidade de medida denominada de VA, Volte Ampère. Ela é denominada com a potência total do sistema sendo formada pela parcela de potencia ativa e reativa. Normalmente se utiliza a letra S denominar a potência aparente, sua formulação fica: 


Potência Reativa

A unidade de medida da potência reativa é o VAr (Volt  Ampère Reativo), a potência aparente Q é denominada com a corrente eficaz Ie, multiplicada pela tensão eficaz e seno do ângulo de defasagem. Essa potência equivale a energia armazenada no capacitor ou indutor em um período e devolvida a fonte em outro período, ou seja a energia reativa só sobrecarrega a rede elétrico, mas não produz nenhum trabalho.



Fator de Potência 

A relação entre potência ativa (P) e aparente (S) é denominada com fator de potência (FP)


Triângulo das potências

Uma forma de relacionar a potência ativa P, reativa Q, aparente S e o fator de potência de forma gráfica é o conhecido triângulo das potências:





Inversor CC CA de 12 volts em corrente continua (bateria) para 110 ou 220 em corrente alternada. Se você sempre quis alimentar com uma bateria de carro eletrodomésticos ou dispositivos eletrônicos que funcionam com 110 ou 220 volts esse é o circuito certo.
Inversor 12 CC para 110/220 CA.
O circuito inversor pode alimentar cargas com potência máxima de 40W. Ligue uma bateria entre os terminais + e - do circuito, o fusível serve para proteger os componentes de sobrecorrentes. O Diodo 1N4001 garante que tensões negativa geradas pela indutância de dispersão/magnetização do transformador passem para o CI 4047B, esse circuito juntamente com o capacitor de 100n e resistores de 3k3 e 33k desempenha o papel de oscilador. O zener de 10V, resistor de 150R e capacitor 100uF forma a fonte de alimentação do CI4047, de 10 Vcc a partir de 12Vcc. Os resistores de 470R limitam a corrente de saída do 4047 e são responsáveis por acionar o BC337, esses transistores amplificam o sinal alternada e acionam os TIP3055, montar em dissipador de calor esses dois últimos transistores. Os transistores de potência TIP3055 excitam o primaria do transformador com uma tensão alternada de amplitude igual a 12 volts, no secundário de transformador parece 110 ou 220 volts.   

Vou apresentar alguns circuitos que permitem a conversão do padrão TTL para RS232. Estes circuitos não utilizam o MAX232, com isso a tarefa da interface entre de RS232 para TTL é conseguida utilizando componentes discretos.
Figura 1 - Interface entre o padrão TLL e RS232
O Circuito da Figura 1 utiliza dos transistores de uso geral, o BC557, PNP e o BC337 do tipo NPN. Tal como o MAX232 esse circuito utiliza apenas uma alimentação de 5V

MAX232

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O circuito MAX232 pode ser de grande utilidade para projetista de circuito eletrônicos que queiram trabalhar com o padrão RS232 em junto com integrados da família TTL ou que operam com 5 Volts.
Figura 1 - Pinagem do MAX232
Na Figura 1 é mostrada a pinagem do MAX232, podemos encontra-lo em vários encapsulamentos: DIP, SOIC e SOP. A circuito da Figura 2 pode ser utilizado para ligar circuito com nível de tensão TTL ao PC por exemplo, ou em outra aplicação o você tenha que comunicar circuito RS232 com o padrão TLL.

Figura 2 - Conversor de TLL para RS232 utilizando MAX232.
O circuito com o MAX232 utiliza quatro capacitores eletrolíticos de 1uF (25V), a tensão de alimentação Vcc pode ser de até 6V, mas tipicamente se utiliza 5 volts, mesma tensão de alimentação do circuito TTL. Os LED Txd e Rxd são opcionais, sua utilidade será para ilustrar o funcionamento adequando tanto da transmissão, quanto da recepção de dados.

O Tiristor é uma família de dispositivo eletrônico de potência constituído por elementos de quatro ou mais camadas semicondutoras, as camadas semicondutoras nesse dispositivo são ordenas em um sequência PNPN, com três junções (PN, NP e PN), Figura 1. O tiristor é um dos mais importantes dispositivos de potência, sendo praticamente o percursos da eletrônica de potência, Ele tem três terminais: anodo, catodo, gatilho (gate), Figura 2.


Aspectos construtivos do tiristor
Figura 1 - Aspectos construtivos do tiristor.
Figura 2 - Símbolo do Tiristor

Tipos de Tiristores

Os tiristores são um grupo de dispositivos semicondutores com diferentes características operacionais, o SCR (Silicon Controlled Rectifier, Retificador Controlado de Silício) é o mais famoso dispositivo dessa classe, chegando a ser chamado simplesmente de tiristor; o LASCR (Light Activated SCR, Retificador Controlado de Silício Acionado por Luz), também conhecido como Fototiristor; o TRIAC (Triode for Alternating Current, tiristor triodo bidirecional) um SCR bidirecional; DIAC (Diode for Alternating Current, tiristor diodo bidirecional) é um diodo que conduz após sua tensão de disparo ser atingida; GTO (Gate Turn-Off Thyristor (Mos-Controlled ThyristorTiristor Comutável pela porta) é o único tiristor que pode ser desligado e o MCT(Mos-Controlled Thyristor,Tiristor controlado por MOS).








Introdução

Os retificadores com diodos são circuitos eletrônicos utilizados para transformador a energia alternada, ou Corrente Alternada C.A. em Corrente Contínua C.C. Existem três tipos de circuitos retificadores:

  • Retificadores de Meia Onda;
  • Retificadores de Onda Completa utilizando transformador com derivação central;
  • Retificadores de Onda Completa em ponte.
A energia elétrica que chega até as casas está na forma de uma senoide de onda com frequência de 50 ou 60Hz, grande parte dos equipamentos eletrônicos fazem uso de tensão contínua para sua alimentação, em todos esse circuitos se utiliza retificadores.

Retificadores de Meia Onda

O circuito retificador a diodo mais simples que pode ser construído é denominado com Retificador de Meia Onda, Figura 1. Esse circuito utiliza apenas um diodo retificador, esse dispositivo conduz durante o semiciclo positivo, no semiciclo negativo o Diodo entra em bloqueio, ficando reversamente polarizado. 
Retificador de Meia Onda
Figura 1 - Retificador de Meia Onda
A frequência de saída dos retificadores de meia onda é igual a frequência de entra, já nos circuitos retificadores de onda completa a frequência de saída é igual a dobro da frequência de entrada. Em relação ao custo os retificadores que utilizam apenas um diodo chegam a custar 4 vezes menos, que os de onda completa. Umas das grandes desvantagens desse desse tipo de topologia de retificador está na necessidade de utilização de capacitores maiores, já o que nível de oscilação corrente de saída é maior que dos seus concorrente.

A tensão de saída dos retificadores de meia onda é 45% da tensão de valor eficaz da entrada, isso torna esses circuitos interessantes em aplicações onde deseja-se baixar a tensão de entrada se emprego direto de transformadores.


O valor de pico da tensão de saída será igual ao valor eficaz multiplicado por raiz de dois:

Agora que já sabemos a teoria sobre retificadores de meia onda podemos aprender sobre Como simular um retificador meia onda.

Rev 13/05/13M

Introdução

Na postagem anterior Como fazer uma fonte de alimentação – Parte 1 aprendemos que as fontes de alimentação podem ser concebidas e projetadas para operar nos mais diversos tipos de entrada e saída, também iniciamos um projeto de uma fonte de alimentação de C.A. para C.C. com entrada de 127/220V e máxima corrente de saída na ordem de 500mA, para mais informações consulte a Parte 1 desse curso.

Concepção do circuito da fonte C.A. para C.C. de 127/220V para 12V e 500mA

Utilizando o diagrama apresentado na Parte 1, Figura 1.1 do curso de fontes de alimentação obtemos:
Diagrama geral da fonte de alimentação
Figura 2.1 - Diagrama geral da fonte de alimentação.
O diagrama da Figura 2.1 mostra as características gerais da fonte de alimentação que pretendemos projetar. A fonte é de Corrente Alternada (C.A.) para Corrente Contínua (C.C.), além disso essa fonte terá que ser projetada para uma entrada fixa de tensão, em um caso real a tensão de alimentação pode variar cercar de +/- 5%, quando o sistema é alimentado diretamente pela rede, nas próximas lições vamos mostrar como esse problema pode ser contornado. 

Retificador de Tensão

O processo de transformação de C.A. para C.C. é denominado como retificação. Podemos ter retificadores do em meia ponte ou ponte completa. Em nossa fontes utilizaremos retificadores que utilizam diodos. Na Figura 2.2 é apresentado o retificador em meia onda e sua respectiva forma de onda. Esse retificadores tem a vantagem de serem muito simples, isso se deve ao único diodo semicondutor que é utilizando em sua construção. Porém eles tem metade do aproveitamento da senoide de tensão, já que só retificam o semiciclo positivo, também apresentam o dobro do ripple, ondulação na forma de onda, do retificador em ponte completa.  
Retificador em Meia Onda
Figura 2.2 - Retificador em Meia Onda.
A Figura 2.3 ilustra o retificador em onda completa, esse circuito permite obter o máximo de energia da senoide, já que tanto o semiciclo positivo quanto o semiciclo negativo são retificados. Em relação ao retificador em meia ponte se faz necessário o acréscimo de três diodos, nessa configuração, porém o filtro após o retificador terá um valor de capacitor menor, já que essa onda de saída do retificador da Figura 2.3 tem dobro da frequência da onda do retificador em meia ponte.
Retificador a diodo em ponte completa
Figura 2.3 - Retificador em Ponte Completa.
Em nossa fonte vamos utilizar o retificador em ponte completa com diodos semicondutores do tipo 1N4001, esse diodo suporta 50V de tensão reversa e uma corrente em regime de até 1A, como  a corrente da fonte não deve superar os 500mA esse diodo torna-se uma boa opção. A máxima  tensão reversa do diodo não poderá superar os 50V como já foi dito, se isso correr o diodo vai ser danificado, já que conduzirá quando está reversamente polarizado. Então na montagem inicial do circuito da fonte de alimentação utilize o diodo 1N4001 no lugar de D1, D2, D3 e D4 (caso você não encontre esse modelo de diodo utilize algum da família 1N4000)


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