Índice do curso aquiIntrodução à electrónica básica
Parte 7
Rectificação de Corrente Alternada
A rectificação de corrente alternada, ou seja, a sua transformação em corrente contínua, é conseguida pelo emprego de elementos semicondutores como os rectificadores de estado sólido, principalmente os díodos de silício. Uma das principais aplicações praticas do díodo é a do processo de rectificação, pelo qual uma tensão alternada com valor médio zero, como representa a figura 1, é convertida em uma tensão com valor médio ou nível DC (CC - corrente contínua) maior que zero. O circuito necessário é o mostrado na figura 2, com um díodo ideal (circuito aberto na região de não condução, isto é, a corrente no díodo é nula). Para a tensão sinusoidal de entrada V definida no intervalo de 0 a ?, como demonstra a figura 3, a polaridade da tensão nos terminais do díodo é tal que resulta uma representação de curto circuito (vd = 0 V), pois o seu ânodo encontra-se em potencial positivo, em relação ao seu cátodo, o que equivale a dizer que o componente encontra-se correctamente polarizado. Para a tensão sinusoidal de entrada V definida no intervalo de ? a 2? como mostra a figura 4, resulta a representação de circuito aberto, pois o díodo encontra-se inversamente polarizado, já que o seu cátodo encontra-se neste instante, em um potencial mais positivo que seu ânodo. Figura 5 - Devido às características de circuito aberto do díodo ideal, a tensão de saída VS é igual a zero.
Consideremos que pela resistência R de carga, passe corrente pulsante como forma de onda semelhante à que mostramos na figura. Coloquemos , em paralelo com a resistência, um condensador de capacitância elevada. Teremos o circuito da figura 5. Explicando o que acontece com a ajuda da figura 6 e 7, então, acontece o seguinte: quando a corrente, na resistência, flui de A até o ponto O, que corresponde à amplitude máxima, o condensador C carrega-se com sua máxima carga. A figura 6 mostra o que acontece sem a presença do condensador, e a figura 7 mostra o que acontece com a presença do mesmo. Quando a corrente decresce, o que corresponde ao trecho OB, o condensador começa a descarregar-se, através da resistência R, e continua se descarregando durante o tempo em que o díodo não conduz. Como a descarga é lenta, o condensador não chega a atingir carga zero, produzindo o trecho OX. A corrente fica bem mais próxima da forma de corrente contínua. O circuito RC é chamado de filtro RC. A filtragem é tão mais eficiente quanto maior é o produto RC, embora, na prática, esse produto tenha limitações. O filtro RC é o mais elementar que existe, porém os filtros mais eficientes são construídos de indutores e condensadores.
Nas figuras 8 pode ver os vários tipos de filtros.
A: L – RC B: L – LC C: L – RC D: L – LC
E: T – RC F: T – LC G:
? – RC H:
? – LC
O filtro mais eficiente é aquele formados por indutores e condensador. De fato, analisemos o circuito ? com L e C. Sabemos que o indutor se opõe à passagem de corrente variável e que o condensador é pouco resistente a ela. Então, a corrente variável tende a descarregar-se para a terra, através do 1º condensador, e a parcela que tenta passar pelo indutor fica bastante amortecida, sofrendo nova descarga para a terra, através do 2º condensador, melhor ainda mais filtragem.
Dizemos que o rectificador é de meia onda quando ele aproveita somente a metade do ciclo da corrente a ser rectificada. O transformador é um dispositivo que serve para modificar as características de uma corrente alternada ou pulsante. Assim, teoricamente, usando o transformador, podemos elevar ou abaixar a corrente e a tensão de uma fonte alternada ou pulsante a qualquer valor. Entretanto, essas modificações devem obedecer à lei da conservação da energia, pois o transformador não cria energia, mas apenas a modifica. Por exemplo, se temos um gerador que fornece 100 V a 1 A, potencia de 100 W, com o transformador podemos aumentar a tensão para qualquer valor, mas a corrente abaixa para que a potencia continue a mesma. Assim, se quisermos transformar os 100 V para 500 V, podemos fazê-lo usando um transformador, mas a corrente máxima que esse transformador pode fornecer será de 0,2 A. Multiplicando 500 V por 0,2 A temos os tais 100 W de potência. A figura 9 mostra-nos um circuito em que o díodo não está ligado directamente à fonte de CA (corrente alternada da nossa rede eléctrica), mas é utilizado um transformador que fornece tensão mais baixa que a rede, para o díodo rectificador. A figura 10 mostra-nos um rectificador de onda completa. Trata-se de um circuito rectificador de dois semiciclos da onda. A figura 11 mostra-nos as formas de ondas do rectificador de onda completa. O gráfico de cima mostra a onda no primeiro transformador e o gráfico de baixo mostra a onda no 2º transformador.
Nota:
Onde se lê "[size=12]
?[/size]", é PI. Parece um n mas não é.
José António Flor de Sousa
