Ficha técnica n.º 15

ESPAÇO DE FORMAĂ‡ĂƒO

Ficha tÊcnica n.o 15 Paulo Peixoto paulo.peixoto@atec.pt ATEC – Academia de Formação

11. ANĂ LISE DE CIRCUITOS EM CORRENTE ALTERNADA (PARTE 4)

A expressão matemåtica seguinte permite calcular a frequência de ressonância de um circuito RLC sÊrie:

11.4. Circuito RLC Um circuito RLC Ê constituído por uma resistência, uma bobina e um condensador que iremos, nesta anålise, considerar como elementos ideais. Comparativamente às anålises anteriores teremos que UT ≠UR + UL + UC. Esta expressão apenas serå vålida numa anålise com grandezas vetoriais.

R

U

~

L

UR

UL

UC

Para a anålise de cada tipologia iremos construir o diagrama vetorial do circuito. A grandeza base para iniciar a construção do diagrama serå a corrente elÊtrica que Ê comum a todos os componentes.

uL

i

uR

UC – UL

uC UC

a)

UL

UL – UC b)

UL

UR φ UC – UL

UT

UT UL

UC

UT

UT

onde: f0 Ê a frequência de ressonância do circuito RLC sÊrie em Hertz (Hz), 1 ³ S GSIǝGMIRXI HI EYXSMRHY¹­S SY MRHYXRGME HE FSFMRE IQ Henry (H), C Ê a capacidade do condensador em Farad (F).

Estes circuitos apresentam à frequência de ressonância as seguintes caraterísticas: • Impedância mínima (Z = R); • Intensidade de corrente elÊtrica måxima (X = 0); • Sobretensþes (XL e XC alÊm de se anularem vectorialmente apresentam tensão aos seus terminais).

Poderemos observar 3 tipologias nos circuito RLC, dependendo do valor da reatância capacitiva e da reatância indutiva: â&#x20AC;˘ Circuito dominantemente capacitivo (Ď&#x2020; < 0) - UC ĂŠ dominante face a UL; â&#x20AC;˘ Circuito dominantemente indutivo (Ď&#x2020; > 0) - UL ĂŠ dominante face a UC; â&#x20AC;˘ Circuito puramente resistivo (Ď&#x2020; = 0) - Uc ĂŠ igual a UL.

UR

1 Ć? Ć˝ 1 Ć˝ C

C

Figura 89. Circuito RLC.

I

f0 =

12. SEMICONDUTORES E DĂ?ODOS DE JUNĂ&#x2021;Ă&#x192;O 12.1. Introdução aos semicondutores Os materiais podem ser caraterizados como isolantes, quando nĂŁo conduzem a corrente elĂŠtrica, exemplo da borracha e da cerâmica, como condutores, quando conduzem facilmente a corrente elĂŠtrica que por eles circula, exemplo do cobre e da para e os semicondutores, que assumem caraterĂ­sticas entre os materiais isolantes e os materiais condutores.

Os materiais semicondutores mais usados são o germânio (Ge) e o silício (Si). O germânio Ê um elemento frågil de cor branco - acinzentada. O silício Ê um elemento não metålico, abundante na Natureza, na areia, quartzo ou cristais, de cor branca e algumas vezes como dióxido de silício, tambÊm designado por sílica. Os semicondutores servem, fundamentalmente, como materiais båsicos à construção de alguns dos mais importantes componentes eletrónicos, como por exemplo os díodos, transístores e circuitos integrados.

UL â&#x20AC;&#x201C; UC

Ď&#x2020; UR

I

UR

I

UR

XC = XL

UC

Z=R

I UR = UT

c)

DO-41 Color Band Denotes Cathode

TO-92 1. Collector 2. Base 3. Emitter

&QTPMÇťGEHSV operacional LF353P

Figura 91. Exemplo de componentes semicondutores: a) )¸SHS VIXMǝGEHSV +SRXI HE +MKYVE [[[ JEMVGLMPHWIQM GSQ HEXEWLIIXW 3 3 THJ

Figura 90. Diagrama vetorial de um circuito RLC: a) Circuito dominantemente indutivo,

b) 8VERW¸WXSV HI NYR¹­S FMTSPEV +SRXI [[[ JEMVGLMPHWIQM GSQ HEXEWLIIXW '( '( THJ

b) Circuito dominantemente capacitivo, c) Circuito puramente resistivo.

c) (MVGYMXS MRXIKVEHS Ćł &QTPMÇťGEHSV STIVEGMSREP +SRXI HE +MKYVE LXXT TX VW SRPMRI GSQ

Nas condiçþes indicadas na Figura 90 (c), o circuito RLC encontra-se em ressonância e a tensĂŁo e a corrente estĂŁo em fase (Ď&#x2020; = 0). A impedância do circuito ĂŠ igual Ă resistĂŞncia R uma vez que a reatância do circuito (XC-XL) ĂŠ nula.

Os dispositivos semicondutores são extremamente pequenos, bastanXIW PIZIW GSQ GSRWYQSW HI TSX´RGME QYMXS FEM\SW I GSQ EPXE IǝGM´Rcia e segurança. Com a evolução tecnológica obtÊm-se uma maior capacidade de integração, conseguindo-se colocar num único circuito

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