Aula Prática Eletrônica analógica
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: ELETRÔNICA ANALÓGICA
Unidade: DIODOS E CIRCUITOS COM DIODOS
Seção: CIRCUITOS RETIFICADORES COM DIODO
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Projetar e montar uma fonte CC regulada.
INFRAESTRUTURA
Instalações – Materiais de consumo – Equipamentos:
SISTEMAS ELÉTRICOS, ELETRÔNICOS E AUTOMAÇÃO
Materiais de consumo:
• CAIXA TRAFO PROTOBOARD 9+9
~ 1 por grupo de alunos
• DIODO 1N4148
~ 4 por grupo de alunos
• DIODO ZENER 5V6
~ 1 por grupo de alunos
• PROTO BOARD 2420 PONTOS
~ 1 por grupo de alunos
• CAPACITORES DE DIVERSOS VALORES CONFORME PROJETO
~ 1 por grupo de alunos
• RESISTORES DE DIVERSOS VALORES CONFORME PROJETO
~ 1 por grupo de alunos
Equipamentos:
• OSCILOSCOPIO DIGITAL 70MHZ 2 CANAIS 1GS
~ 1 por grupo de alunos
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SOLUÇÃO DIGITAL
• ALGETEC – ENGENHARIAS E ARQUITETURA – PRÁTICAS ESPECÍFICAS DE ENG.
ELÉTRICA (Simulador)
Os Laboratórios Virtuais Algetec são simuladores digitais que replicam, com alto grau de
fidelidade, as práticas realizadas em um laboratório físico.
EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI)
Não se aplica.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS
Procedimento/Atividade nº 1 (Físico)
Atividade proposta:
Fonte CC regulada.
Procedimentos para a realização da atividade:
Várias montagens devem ser realizadas a fim de estudar os circuitos com diodos. Conforme
disponibilidade, o diodo apresentado nas figuras (1N4007) pode ser substituído pelo 1N4148
sem prejuízo ao experimento.
1. Monte no protoboard o circuito retificador de meia onda apresentado na Figura 1 e avalie a
forma de onda e frequência do sinal de saída. O valor da resistência de carga RL não é crítico e
pode ser substituído por qualquer valor entre 470 O e 10 kO.
Figura 1. Esquema do circuito retificador de meia onda.
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2. Monte no protoboard o circuito retificador de onda completa em ponte apresentado na Figura
2 e avalie a forma de onda e frequência do sinal de saída.
Figura 2. Esquema do circuito retificador de onda completa em ponte.
3. Monte no protoboard o circuito retificador de onda completa com transformador com tap
central apresentado na Figura 3 e avalie a forma de onda e frequência do sinal de saída.
Figura 3. Esquema do circuito retificador de onda completa com transformador com tap central.
4. Adicione ao circuito da Figura 3 um filtro capacitivo de acordo com o esquema da Figura 4. O
valor do capacitor também não é crítico e pode ser substituído conforme a disponibilidade.
Figura 4. Esquema do circuito retificador de onda completa com transformador com tap central
com filtro capacitivo.
5. Com OSCILOSCOPIO meça novamente a tensão de carga, observe a amplitude da
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ondulação e compare com a tensão obtida com o circuito da Figura 3.
6. Agora vamos transformar o retificador de onda completa em uma Fonte CC regulada.
7. Adicione ao circuito da Figura 4 um regulador Zener de 5,6 V, como indicado na Figura 5.
Projete o valor de R1 conforme as orientações de aula e monte o circuito em protoboard.
Figura 5. Fonte de tensão CC regulada.
8. Com OSCILOSCOPIO DIGITAL meça novamente a tensão de carga, observe a amplitude da
ondulação, compare com a tensão obtida com o circuito das Figuras 3 e 4.
Checklist:
1) Verifique a polarização correta dos diodos e do capacitor eletrolítico.
2) Certifique-se que o terra dos dois canais do osciloscópio estejam conectados no mesmo nó.
3) Verifique a polarização correta do diodo Zener.
Procedimento/Atividade nº 1 (Virtual)
Atividade proposta:
Analisar o comportamento do diodo zener em dois tipos de circuito: um circuito com o diodo em
vazio e outro com o diodo alimentando uma carga.
Procedimentos para a realização da atividade:
Introdução
O diodo Zener é um tipo especial de diodo semicondutor que é projetado para operar na região
reversa de sua curva de características de polarização direta. Ele é usado principalmente como
um regulador de tensão em circuitos eletrônicos.
Figura 1 – Característica física
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Fonte: Markus (2008, p.79)
A característica principal do diodo Zener é sua capacidade de manter uma tensão constante
através de seus terminais, mesmo quando polarizado reversamente além da sua tensão de
ruptura, conhecida como tensão Zener. Quando a tensão reversa aplicada ao diodo Zener atinge
ou excede sua tensão Zener, o diodo começa a conduzir, permitindo que a corrente flua através
dele.
Figura 2 – Característica elétrica
Fonte: Markus (2008, p.79)
O diodo Zener é polarizado reversamente, o que significa que o terminal P (positivo) está
conectado ao lado negativo da fonte de alimentação, e o terminal N (negativo) está conectado ao
lado positivo da fonte de alimentação.
Quando a tensão reversa atinge a tensão Zener específica, o diodo Zener começa a conduzir. A
tensão Zener é uma característica crucial do diodo Zener e é especificada pelo fabricante. Esta
tensão é mantida praticamente constante enquanto a corrente através do diodo permanece
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dentro de certos limites.
Figura 3 – Diodo polarizado reversamente
Fonte: Markus (2008, p.79)
O diodo Zener é amplamente utilizado em aplicações onde a regulação de tensão é crítica, como
em fontes de alimentação reguladas, estabilizadores de tensão, entre outros. A Figura 4 a seguir
mostra as informações da folha de dados de alguns destes diodos.
Figura 4 – Folha de dados de alguns diodos do tipo ZENER
Fonte: Markus (2008, p.81)
PROCEDIMENTOS
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1 – Acessar o site da ALGETEC e entrar com usuário e senha
2 – Buscar o conteúdo de exatas > Práticas específicas de Eng. Elétrica
3 – Buscar experimento “O Diodo Zener – ID 731”
4 – Será aberta uma nova aba com o ambiente de simulação. Nesse ambiente pode-se
opcionalmente realizar a leitura do sumário teórico, e realizar o pré-teste
5 – Clique em . Em seguida clique sobre a imagem para acessar o laboratório
virtual
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6 – Selecione o circuito 1 no canto superior direito, pelo botão Circuitos
7 – Agora é preciso conectar os cabos da fonte na protoboard, para isso mova o mouse para cima
da fonte variável, clique com o botão direito e escolha “Conectar à protoboard”
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8 – Conecte o multímetro ao diodo zener. Para isso mova o mouse para acima do diodo zener na
protoboard, clique com botão direito e selecione “Medir tensão”
9 – Em visualização, escolha Fonte. Agora iremos ligar a fonte, basta para isso clicar no botão
on/off dela com o botão esquerdo. Em seguida, mova o mouse para o potenciômetro de ajuste
com a label “PUSH (V)” e clique com o botão esquerdo, uma nova janela abrirá para modificar o
valor da tensão da fonte.
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10 – Selecione “Visão Geral”. Agora você deve mudar os valores de tensão em passos de 1V e
preencher os valores na tabela a seguir:
Tensão medida (V) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0
Tensão diodo em vazio (V)
Tensão medida (V) 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0
Tensão diodo em vazio (V)
11 – Ao final da coleta de dados, zere a fonte, desligue a fonte, remova os cabos da fonte e do
multímetro. Para remover os cabos basta clicar com o botão direito sobre os componentes e
selecionar a opção correspondente. Clique novamente sobre o botão Circuitos e selecione o
circuito 2 (Diodo Zener com carga)
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12 – Repita o procedimento de conexão de cabos e variação da fonte (passos de 7 a 10),
preenchendo uma nova tabela conforme a seguir
Tensão medida (V) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0
Tensão diodo em carga (V)
Tensão medida (V) 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0
Tensão diodo em carga (V)
13. Após a coleta de dados terminar, zere a fonte, desligue a fonte, desconecte os cabos e saia
do experimento.
14. Resolva as questões pós experimento.
A Figura a seguir apresenta o esquemático dos circuitos 1 e 2, onde o Diodo Zenner
corresponde a um 1N4742A; O resistor R de 120 Ohms e o Resistor RL de 560 Ohms.
Checklist:
1. Escolher o circuito sem carga
2. Conectar cabos da fonte à protoboard
3. Conectar cabos do multímetro ao diodo Zener
4. Realizar medições em passos de 1V de alimentação
5. Zerar a fonte
6. Desconectar cabos
7. Escolher novo circuito (Zener com carga)
8. Conectar novamente cabos da fonte à protoboard
9. Conectar novamente cabos do multímetro ao diodo Zener.
10. Realizar medições em passos de 1V de alimentação.
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RESULTADOS
Resultados de Aprendizagem:
Compare a onda de tensão da carga em cada uma das etapas da atividade. Você deve identificar
diferenças com a aplicação do filtro capacitivo e com diodo Zener.
CONTINUA….
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