Eletronica Analógica Capacitores

1. Escola SENAI “A. Jacob Lafer”
Curso Técnico em Eletroeletrônica
Prof. Gleydson Zeca Monteiro
gleydson.monteiro@senaisp.edu.br
sites.google.com/site/senai118eletroeletronica
Eletrônica Analógica
(SELAN 1)

2. 20/04/2024
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• Revisão capacitores
• Filtro capacitivo
• Reguladores de tensão
• Exercícios de compreensão
Programação

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• São componentes eletrônicos utilizados em todo tipo de circuito eletrônico
• Podem desempenhar diferentes funções como o armazenamento de cargas
elétricas ou a seleção de frequências em filtros para caixas acústicas
Revisão capacitores

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• Composto de duas placas de material condutor chamadas armaduras.
Essas placas são isoladas entre si por um material isolante (dielétrico)
• O material condutor que compõe as armaduras do capacitor é eletricamente
neutro em seu estado natural. Ao conectar a uma fonte de corrente contínua
aos terminais do capacitor, então ele fica sujeito à tensão da fonte.
Revisão capacitores

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• Capacitor assume a mesma tensão da fonte  carregado
• Se após carregado o capacitor for desligado da fonte, suas armaduras
permanecem com os potenciais adquiridos por um longo período.
• Para descarga do capacitor podemos conectar seus terminais a uma carga.
Desta forma teremos uma circulação de corrente pois o capacitor atuará
como fonte de alimentação.
Revisão capacitores

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Capacitância
• Capacidade de armazenamento de cargas
• Unidade de medida da capacitância é o Farad (F)
Revisão capacitores
Unidade Símbolo Valor em relação ao Farad
Microfarad μF 10⁻⁶ F ou 0,000001
Nanofarad ηF (ou kpF) 10⁻⁹ F ou 0,000000001
Picofarad pF 10⁻¹² F ou 0,000000000001

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Tensão de trabalho
• Tensão máxima que o capacitor pode suportar entre as armaduras.
• Aplicar no capacitor uma tensão superior à sua tensão máxima de trabalho
provoca o rompimento do dielétrico e faz o capacitor entrar em curto.
Revisão capacitores

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• As tensões de saída dos circuitos retificadores, tanto de meia onda quanto
de onda completa são pulsantes, ou seja, possuem um ripple de saída.
• Embora tenha polaridade bem definida, o que caracteriza como tensão
contínua, elas sofrem constantes variações de valor, pulsando conforme
com a tensão senoidal de entrada aplicada a entrada do circuito retificador.
Filtro capacitivo
Retificador Meia-onda Retificador Onda Completa

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• Em fontes de alimentação, os filtros tem a função obter uma CC mais pura,
ou seja, o mais linear possível. Isso é feito através da implantação de filtros
capacitivos após o retificador. Assim, o capacitor se carrega nos ciclos de
retificação e descarrega nos períodos de ausência ou diminuição da tensão.
• A presença de tensão sobre a carga durante todo o tempo, embora com
valor variável, proporciona a elevação do valor médio de tensão fornecido.
Filtro capacitivo

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• A capacidade de armazenamento de energia elétrica dos capacitores é
utilizada para filtrar a tensão de saída de circuitos retificadores.
• O capacitor é ligado diretamente aos terminais de saída do retificador e em
paralelo com a carga.
• Cuidado com a polaridade do capacitor nos modelos polarizados.
Filtro capacitivo

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• Nos intervalos que o diodo conduz, circula corrente através da carga e
também no capacitor. Neste período o capacitor armazena energia
Filtro capacitivo

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• No intervalo que o diodo está em corte, o capacitor descarrega a energia
armazenada. Neste momento quem irá alimentar a carga é exclusivamente
a energia armazenada pelo capacitor.
• Com o passar do tempo a tensão armazenada pelo capacitor irá diminuir
devido a sua descarga na carga.
Filtro capacitivo

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• O capacitor permanece descarregado ou descarregando até que o diodo
conduza novamente, fazendo uma recarga nas suas armaduras.
• Com a colocação do capacitor, a carga passa a receber tensão durante todo
o tempo. Isso aumenta o valor da tensão média de saída do circuito
retificador.
Filtro capacitivo

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• 0 a 90°: capacitor se carrega até o valor máximo da tensão de entrada.
• 90 a 360°: tensão de entrada começa a diminuir, o capacitor faz a função da
fonte de entrada alimentando a carga temporariamente. Neste período, o
capacitor se descarrega parcialmente ou totalmente dependendo de sua
capacidade e de quanto foi carregado.
Retificação de meia onda com filtro capacitivo

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Retificação de meia onda com filtro capacitivo

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Retificação de meia onda com filtro capacitivo
VRL sem
capacitor
VRL com
capacitor

17. 20/04/2024
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Retificação onda completa com filtro capacitivo

18. 20/04/2024
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18
Retificação onda completa com filtro capacitivo

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19
Retificação onda completa com filtro capacitivo

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• O tempo de carga do capacitor influencia na ondulação: Quanto mais tempo
para descarregar, menor a tensão nas armaduras do capacitor.
• Para uma mesma carga e mesmo capacitor como filtro, os circuitos de onda
completa sempre terão menor ondulação da tensão de saída.
• Retificador ½ onda: capacitor carrega uma vez por ciclo de entrada  60Hz
• Retificador onda completa: capacitor carrega duas vezes por ciclo de
entrada, diminuindo o tempo que o capacitor terá para se descarregar
diminuindo a ondulação da saída  120Hz
Retificação onda completa com filtro capacitivo

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• Dividimos os circuitos reguladores de tensão lineares em dois grupos:
• reguladores de tensão com saída fixa
• reguladores de tensão com saída ajustável
• Os reguladores de saída fixa são relativamente mais baratos que os
reguladores de saída ajustável e por este motivo são mais utilizados nos
circuitos eletrônicos.
Regulador de tensão linear

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Função: regular a tensão fornecida por uma fonte de alimentação,
independente das variações de tensão que possam ocorrer na rede de energia
elétrica. São classificados em:
 tensão de saída fixa
 tensão de saída variável
Regulador de tensão linear

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Tensão de saída fixa
• Família 78xx (tensão positiva)
• Família 79xx (tensão negativa)
Regulador de tensão linear

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Tensão de saída fixa
• Iout: limitada em 1A  aquecimento excessivo  desliga automaticamente
• Encapsulamento TO-220
Regulador de tensão linear

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Tensão de saída fixa
• Outros encapsulamentos: TO-226, DIP8, SOT-89
• Iout: limitada em 100 mA
Regulador de tensão linear

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Saída de tensão fixa
Considere o regulador LM7809 e observe na tabela que ele opera com uma
tensão mínima de 11,5V e máxima de 24V. Estando neste intervalo irá fornecer
uma tensão na saída no intervalo de 8,6 a 9,4V.
Regulador de tensão linear

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Saída de tensão fixa
• Na entrada, adota-se uma tensão mínima 3V acima da tensão de saída
• Utilizar um valor inferior a isto não garante estabilidade e regulação
• Utilizar um valor muito superior consome potência do circuito sem utilidade,
gerando aquecimento desnecessário
Regulador de tensão linear

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Saída de tensão fixa
Os fabricantes recomendam utilizar capacitores na entrada e saída como filtro
à possíveis variações de tensão e evitando que transientes interfiram no
funcionamento do regulador.
Regulador de tensão linear

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Saída de tensão fixa
Exemplo: Fonte simétrica de ±15V
Regulador de tensão linear

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Regulador de tensão ajustável
• Part Number: LM317
• Vout: +1,2 V a +37 V
• Iout: 10mA a 1500 mA
• Vin min: +3 V
• Vin max: +40 V
• Encapsulamento TO220
• Proteção contra curto-circuito e térmica
Regulador de tensão linear

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Regulador de tensão ajustável
Regulador de tensão linear

32. 20/04/2024
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Regulador de tensão ajustável
Através dos resistores R1 e R2 determinamos a tensão de saída. Para calcular,
fixamos o valor de R1 entre 170 e 270Ω. O valor mais utilizado é 220Ω.
𝑉𝑜 = 1,25. 1 +
𝑅2
𝑅1
Regulador de tensão linear

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Regulador de tensão ajustável
Exemplo
Um técnico necessita projetar uma fonte variável de 1,2 a 25V. Quais os
valores de resistores necessários para isso?
Regulador de tensão linear

34. 20/04/2024
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Regulador de tensão ajustável
Exemplo
O valor de 1,2V é o mínimo que o CI fornece, ou seja, o técnico não precisará
se preocupar com ele. Basta calcular o valor do resistor ajustável R2 para que
a tensão máxima seja 25V. Adotando R1 como 170Ω temos:
𝑅2 =
𝑉𝑜
1,25
− 1 . 𝑅1  𝑅2 =
25
1,25
− 1 . 170  𝑅2 = 3230Ω
Comercialmente o valor mais próximo é de 3,3kΩ. Recalculando com o valor
comercial veremos que a tensão de saída será então de 25,5V.
Regulador de tensão linear

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Como os reguladores são componentes sensíveis à temperatura, por serem
transistorizados, utiliza-se dissipadores de calor para auxiliar à distribuir o calor
produzido pelo componente ao ambiente, através do aumento de sua área.
Regulador de tensão linear

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Exercícios de compreensão
1. Qual a função de um filtro em um circuito retificador?
2. Como ocorre a filtragem de uma tensão em um circuito retificador?
3. O que é ripple?
4. Você precisa construir uma fonte fixa de +5V, qual o CI você escolhe para
o circuito?
a)7812 b)7905 c)7805 d)7912 e)NA

37. 20/04/2024
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Exercícios de compreensão
5. Você deseja construir uma fonte de alimentação com saída de +12V e
possui quatro fontes de alimentação não reguladas. Qual a melhor opção
para ser usada no circuito de forma a termos segurança quanto a
estabilidade da tensão de saída e não garantir que haverá sobre
aquecimento do CI?
a) 100V b) 18V c) 12V d) 5V e) NA
6. Quais os tipos de CI reguladores existentes?