Retificador de ponte de onda completa (JL): 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Introdução

Esta página intratável o guiará por todas as etapas necessárias para construir um retificador de ponte de onda completa. É útil na conversão de corrente AC em corrente DC.

Peças (com links de compra)

(As imagens das peças estão incluídas no pedido correspondente)

Quatro diodos:

Um resistor de 1kΩ:

Um capacitor de 470μF:

One Breadboard:

Kit One Wire:

Um transformador:

O tipo de transformador fornecido acima tem uma relação de espiras de 115: 6,3, que é um pouco diferente do transformador 115: 6 que usei. No entanto, esta extensão da diferença na tensão de saída não causará uma grande mudança nos resultados e não explodirá os diodos nem o resistor. Além disso, quase todos os principais tipos de diodos devem ser compatíveis com este projeto, mas certifique-se de verificar se o pico de tensão reversa repetitiva é maior do que a saída do transformador.

* Para pessoas que moram em países que usam 220 V CA

A tensão de saída do transformador dobrará, mas isso não explodirá os componentes se você obtiver os tipos corretos. Caso contrário, você pode dobrar a resistência do resistor ou usar um transformador que tenha uma relação de espiras próxima a 220: 6.

Etapa 1: circuito

Você pode usar o esquema fornecido nas fotos (P1) como um guia para construir o circuito. Ou você pode construir o circuito usando as fotos do circuito que construí em uma placa de ensaio (P2 e P3). Certifique-se de que o capacitor está orientado de forma que sua perna longa (perna positiva) esteja plugada no orifício superior (orifício G4 em minha placa de ensaio). A orientação do resistor não importa. Uma imagem que indica o fluxo de corrente em um diodo é fornecida. Confira nas fotos (P4). O retificador de ponte de onda completa não funcionará a menos que os diodos estejam nas direções corretas. No meu layout, eles estão todos orientados para a direita, para que você possa verificar rapidamente se cada diodo está na orientação correta.

Aqui está um link para uma simulação interativa deste circuito:

Esperançosamente, a simulação interativa ajuda a sua compreensão de como esse circuito funciona.

* Aqui está um link para instruções sobre como usar uma protoboard, caso você não esteja familiarizado com ela.

Etapa 2: (opcional) use um gerador de função e um osciloscópio para verificar

Antes de conectar o transformador, você pode testar seu retificador de ponte de onda completa conectando-o a um gerador de função e observar a forma de onda da tensão de carga usando um osciloscópio.

1. Conectando o osciloscópio: A ponta de prova deve ser conectada à perna direita do resistor e aterrada conectando sua ponta de terra à perna esquerda do resistor, conforme mostrado na imagem.

2. A imagem que forneci (P1) mostrando a maneira como você deve conectar o aparelho está com a placa de ensaio girada 90 graus no sentido horário. Certifique-se de que tudo está conectado corretamente antes de ligar o gerador de função.

3. Ajuste seu gerador de função para que ele crie uma forma de onda senoidal com uma tensão quadrada média de 6 V (você pode testar isso com um multímetro, se aplicável).

Certifique-se de que o fio positivo vai para o barramento de alimentação vermelho da placa de ensaio (onde há uma linha vermelha), e que o fio terra (negativo) vai para o barramento de alimentação azul (onde há uma linha azul).

Se a forma de onda que você observar for idêntica à que forneci (P2), prossiga para a próxima etapa.

Dicas de soluções de problemas:

1. Se a forma de onda no osciloscópio não parecer igual à minha, tente dimensionar seus eixos vertical e horizontal.
2. Certifique-se de que nenhum dos fios esteja se tocando ao fazer as medições.
3. Se não houver leituras de tensão, tente reconectar entre os componentes e a placa de ensaio, pois pode ser que você tenha um circuito que falha ao abrir
4. Link para um guia sobre como usar um osciloscópio:
5. Link para um guia sobre como usar um gerador de função:

Etapa 3: conectar a placa de ensaio ao transformador

Conecte o transformador e o osciloscópio com as instruções da seção anterior, referenciando as imagens fornecidas nesta seção. Observe que ao conectar a placa de ensaio ao transformador, os lados positivo / negativo não importam, pois a corrente está alternando. A maneira como você conecta a breadboard ao osciloscópio permanece a mesma.

Etapa 4: resultados do osciloscópio

A tensão no resistor (tensão de carga) deve variar entre 5V e 6V, com um período de 8,33 ms.

Por que o período é de 8,33 ms?

A frequência da forma de onda deve ser o dobro da frequência da fonte de alimentação, que tem uma frequência de 60 Hz. O motivo é que o retificador de ponte de onda completa sem o capacitor basicamente assume o valor absoluto da forma de onda senoidal original, de modo que a forma de onda se repete a cada metade do período. Assim, a frequência dobra e o período diminui pela metade. 1 / (2 * 60) = 0,00833s = 8,33ms.

Etapa 5: Explicação do circuito

Neste circuito, uma tensão CA de pico a pico de 120 V é convertida em 6 V com um transformador. Portanto, agora efetivamente temos uma fonte de alimentação de 6V AC. Os 4 diodos são dispostos de forma que, mesmo quando a corrente de entrada viaja nas direções para frente e para trás, a corrente de saída do grupo de diodos viaja apenas em uma direção, mas a tensão não é constante porque a tensão de entrada é senoidal (isso significa que oscila como uma onda seno ou cosseno). A tensão de saída em relação ao tempo em que nenhum capacitor está conectado é semelhante a P2 (eixo t fora de escala).

Os diodos podem fazer isso porque só permitem que a corrente flua em uma direção (na maioria dos casos).

O capacitor serve para armazenar energia elétrica e liberá-la quando a corrente está baixa no lado da carga. Esta propriedade do capacitor é adequada para suavizar a tensão de saída.

Você pode dar uma olhada na simulação interativa para uma representação mais visual de como a corrente flui: