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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. Eletrônica, Malvino, Vol I e Vol II, 4a Edição, Pearson Education –
Makron Books, 2004.
2. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de circuitos, Robert L. Boylestad,
Loius Nashelsky, 8a edição, Pearson Education – Prentice Hall, 2004.
3. 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
Projeto - Robô
A/D
D/A
Microfone
Auto-falante
Sensor de proximidadeMux-Analógico(chave MOS)
Amplificador
Amplificador
RobôDriver
Driver
Driver
Motor DC
Motor DC
Motor de passo
A/D
D/A
Microfone
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
+V
RL
I = V/RL
0 Ω
∞
?
Não existe fonte de tensão capaz de fornecer
uma corrente de valor infinito desde que toda
fonte de tensão possui uma resistência interna
RS
– 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.
VL < V
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.
V=12V RL ≥ 6 Ω
I = V/RL
+
RS = 0,06 Ω
Exemplo:
VL < V
VL = 12 - IRS
RL >> RS
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.
+V
RL
I = V/(RS+RL)≈ Constante
RS∞
Como RL é bem menor que a resistência
interna da fonte, a corrente quase não se altera
no circuito (I constante)
<< 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.
+
V=12VRL = 10KΩ
RS = 10 MΩ
I = 12
(10x106+RL)
Exemplo:Fonte de corrente Real
(simbologia)
RS
Fonte de corrente
RS (10M ΩΩΩΩ) RL
I
1,1991
1,0901000
1,188100
1,19810
1,2000
I(µµµµA)RL (KΩΩΩΩ)
I = 12 µA
(10x106+RL)
RL (KΩΩΩΩ)
I(µµµµA)
100
Ponto de 99%
Região quase ideal
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.
A tensão de thevenin é a
tensão na carga com o
circuito aberto.
Circuito equivalente Thevenin
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.
(1KΩ)(2KΩ)
(2KΩ)
12V
Circuito original
Resistor de carga (RL)
(2KΩ)6V
Equivalente Thevenin
(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 equivalenteThevenin.
A corrente da fonte de corrente pode ser encontrada dividindo-se a tensão do circuito aberto (Thevenin) pelo valor do resistor.
=
i = VAB/r
Tensão de Thevenin
Teorema de Norton
Exemplo
(1KΩ)(2KΩ)
(2KΩ)
12V
= 2KΩ
i = VAB/r= 6/2000 (A) = 0,003 A
Tensão de Thevenin
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 h) Circuito equivalente Norton
14.5 Ω
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
I = 0.689
Thevenin
Calcular a corrente fluindo em R6 e a potência dissipada. Utilize circuito equivalente Thevenin
a) Remova R6 do circuito.
b) 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
I = (V1-V2)/(R1+R2) =>
I = 18/12 = 1,5 A
Logo:
VR2= VAB = I.R2 = 12V 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
6.67 Ω
I = 1.799
Exercícios
Exercícios de revisão
– Pgs 16 – 21 (Malvino – Vol I)