Introdução GRECO-CIN-UFPE Prof. Manoel Eusebio de Lima Programa do curso Introdução (conceitos) – – – – – Fonte de tensão Fonte de Corrente Teorema de Thevenin Teorema de Norton Resistores/capacitores (revisão) Semicondutores – Revisão semicondutores – Diodos • Tipos de diodos e aplicações – Transistores • Transistores bipolares, polarização e aplicações Cont. – Amplificadores de tensão e de potência – Seguidor de emissor – Transistor de efeito de campo • Circuitos com FET – Amplificadores Operacionais e aplicações – Osciladores – Filtros Instrumentação/ferramentas – Osciloscópio Digital – Fontes de alimentação – Gerador de funções – Multímetro Digital Ferramenta de CAD (?) Programa do curso Aplicações – Fontes de alimentação – Conversores A/D e D/A – Comunicação: interfaces RS232, RS485 Projetos da disciplina Exercícios escolares Referências 1. 2. 3. Eletrônica, Malvino, Vol I e Vol II, 4a Edição, Pearson Education – Makron Books, 2004. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de circuitos, Robert L. Boylestad, Loius Nashelsky, 8a edição, Pearson Education – Prentice Hall, 2004. Microeletrônica, Kenneth C Smith, Adel S. Sedra, 4ª edição. Projetos da disciplina Fonte de alimentação – Reguladores de tensão Filtros Amplificadores de baixa potência (som) Conversor A/D e D/A Osciladores Comunicação Robô Sensor de proximidade Mux-Analógico(chave MOS) Amplificador Microfone Auto-falante Projeto - Robô A/D D/A Amplificador Motor DC Microfone Driver Robô A/D D/A Motor DC Motor de passo Driver Driver Auto-falante Fontes de alimentação Fonte de alimentação – Para que qualquer circuito funcione adequadamente é necessário uma fonte de energia: • Fonte de tensão – Fornece uma tensão constante ao circuito conectado a ela. • Fonte de corrente – Fornece uma corrente constante ao circuito conectado a ela. Fonte de tensão Fonte de alimentação que fornece uma tensão constante ao circuito conectado a ela, “independente” de sua carga elétrica. – Dizemos que uma fonte de tensão é ideal quando ela apresenta uma resistência interna igual a “zero”. Ou seja, apenas a corrente muda no circuito em função da carga RL – Uma fonte de tensão Real, no entanto, não pode fornecer uma corrente infinita quando sua carga vai para zero, uma vez que a mesma sempre possui uma pequena resistência interna. Não existe fonte de tensão capaz de fornecer uma corrente de valor infinito desde que toda fonte de tensão possui uma resistência interna ? I = V/RL RS + V ∞ RL VL < V 0Ω Fonte de tensão Real Características – Deve possuir sempre uma resistência interna bem menor que a resistência de carga. – Para fins de cálculo podemos desprezar está resistência interna da fonte quando a mesma é da ordem de 100 vezes menor que a resistência equivalente da carga do circuito. Exemplo: I = V/RL V=12V + RS = 0,06 Ω RL >> RS RL ≥ 6 Ω VL < V VL = 12 - IRS Fonte de corrente Fonte de alimentação que fornece uma corrente constante ao circuito conectado a ela, “independente” de sua carga elétrica. – Dizemos que uma fonte de corrente é ideal quando ela apresenta uma resistência interna muito alta. Ou seja, apenas a tensão muda no circuito em função da carga RL – Uma fonte de corrente Real fornece uma corrente quase constante quando o valor da resistência de sua carga é bem inferior a sua resistência interna. Como RL é bem menor que a resistência interna da fonte, a corrente quase não se altera no circuito (I constante) I = V/(RS+RL)≈ Constante ∞ + V RS RL<< RS Fonte de corrente Características – Deve possuir sempre uma resistência interna bem maior (ideal seria RS -> ∞) que a resistência de carga. – Para fins de cálculo podemos desprezar o valor da resistência de carga do circuito quando esta é da ordem de 100 vezes menor que a resistência interna da fonte. Exemplo: RS = 10 MΩ + V=12V I= 12 (10x106+RL) Fonte de corrente Real (simbologia) RL = 10KΩ RS Fonte de corrente RL (KΩ Ω) I RS (10M Ω) I= 12 µA (10x106+RL) RL I(µ µA) 0 1,200 1 1,199 10 1,198 100 1,188 1000 1,090 I(µ µA) Ponto de 99% Região quase ideal 100 RL (KΩ Ω) Teorema de Thevenin O teorema de Thevenin visa simplificar a análise de um circuito em observação, com qualquer combinação de resistores (malha resistiva) e fontes, considerando um único circuito equivalente que comporta apenas uma única fonte e um resistor em série. Circuito equivalente Thevenin A tensão de thevenin é a tensão na carga com o circuito aberto. A resistência de Thevenin é a resistência equivalente vista entre os pontos A e B com as resistências de todas as fontes de tensão substutuídas por um curto circuito (RS=0Ω) e todas as resistências de fonte de corrente substituídas por um circuito aberto (RS=∞). Teorema de Thevenin Exemplo A tensão de Thevenin é aquela que aparece nos terminais de carga quando desconectamos o resistor de carga. Circuito original (2KΩ) Equivalente Thevenin (1KΩ) 12V 6V (2KΩ) Resistor de carga (RL) (2KΩ) (RL) Teorema de Norton Qualquer coleção de fontes e resistores (malha resistiva) com dois terminais é eletricamente equivalente a uma fonte de corrente ideal em paralelo com resistor. O valor do resistor é o mesmo que aquele no circuito equivalente Thevenin. A corrente da fonte de corrente pode ser encontrada dividindo-se a tensão do circuito aberto (Thevenin) pelo valor do resistor. Tensão de Thevenin i = VAB/r = Teorema de Norton Exemplo Tensão de Thevenin i = VAB/r= 6/2000 (A) = 0,003 A (1KΩ) (2KΩ) 12V (2KΩ) = 2KΩ Thevenin - Norton Dado o circuito abaixo, calcular – O circuito equivalente Thevenin – A potência dissipada em R6 – O circuito equivalente Norton Potência ? •Valor dos resistores em Ω • http://esdstudent.gcal.ac.uk/Thevenin3.htm a) Remova R2 do circuito b) Calcule o resistor resultante de R3||R4 c) Calcule valor da VAB a qual é igual a tensão em RA V1= 20 V R2 e RA dividem a tensão (são divisores de tensão no circuito) VR2= VRA=10 V Que será a tensão de Thevenin d) Remova V1 e insira sua resistência equivalente (considere RVT = 0 Ω) e) Calcule a resistência equivalente vista a partir A e B f) Circuito equivalente Thevenin Potência em R6 P= V.I = R. I.I = R.I2 I = VT/RT+R6 => I = 10/(14.5+R6) A = 0,606 A P = (2).(0,606)2 = 0,73 W h) Circuito equivalente Norton I = 0.689 14.5 Ω Thevenin Calcular a corrente fluindo em R6 e a potência dissipada. Utilize circuito equivalente Thevenin a) b) Remova R6 do circuito. Calcular resistências equivalentes: R4 e R5 estão em paralelo com R3 c) Circuito com resistor equivalente RA = 4 RA= R3|| (R4 em série com R5) d) A tensão VAB é igual a tensão em R2. VR2 pode ser calculada multiplicando-se a corrente que flui em R2 por sua resistência I = (V1-V2)/(R1+R2) => I = 18/12 = 1,5 A Logo: VR2= VAB = I.R2 = 12V I VR2 = 12V e) Cálculo da resistência equivalente Substitua as fontes por suas resistências equivalentes e calcule a Resistência equivalente do circuito vista a partir de AB R = R1||R2 = 2,66 f) Circuito equivalente Thevenin. Repondo R6 nós temos que: 1. Corrente em R6 I = 12/(ZT+R6) = 0.94 A 2. Potência dissipada em R6 P = R6. I2 = 5,3 W g) Circuito equivalente Norton I = 1.799 6.67 Ω Exercícios Exercícios de revisão – Pgs 16 – 21 (Malvino – Vol I)
Download
