Prévia do material em texto
Curso: Eletrotécnica – Materia: ELETRÔNICA ANALÓGICA E INDUSTRIAL Questão 1 Respondida Analisar os terminais dos transistores de efeito de campo, as tensões e correntes, sua aplicação e maneira segura e eficiente de testá-lo, são conhecimentos indispensáveis que você deverá adquirir para poder atuar no cotidiano. Assinale a alternativa correta: • O transistor FET nunca vai trabalhar isoladamente em um circuito, será sempre necessário outros componentes como resistores, capacitores, potenciômetros, diodos, etc. e na maioria das vezes outros transistores encarregados de amplificar outros estágios. • Idss, ou ID é a máxima corrente entre Gate e Dreno. • No teste do transistor quando inserido no circuito, é preciso alterar a escala a ser utilizada para a de resistência, principalmente com o circuito ligado na rede elétrica. • No teste do transistor quando inserido no circuito, é preciso atentar para a situação onde os capacitores da placa podem estar carregados por alguns minutos mesmos desligados da rede elétrica, portanto antes de testá-lo é preciso provocar um curto circuito no terminais para que se descarregue. • Os Opto acopladores precisam ser conectados a um dissipador de calor pois podem conduzir correntes muito elevadas já que sua função é isolar o contato humano dos sistemas elétricos de potência. Sua resposta No teste do transistor quando inserido no circuito, é preciso atentar para a situação onde os capacitores da placa podem estar carregados por alguns minutos mesmos desligados da rede elétrica, portanto antes de testá-lo é preciso provocar um curto circuito no terminais para que se descarregue. Você deve ter observado que os conceitos são vários, o técnico precisa observar deste a picagem do componente até a sua atuação dentro do circuito juntamente com vários componentes cada qual exercendo uma função e tendo conceitos diferentes.O transistor FET nunca vai trabalhar isoladamente em um circuito, será sempre necessário outros componentes como resistores, capacitores, potenciômetros, diodos, etc. e na maioria das vezes outros transistores encarregados de amplificar outros estágios. Sim, o FET é de fato um excelente amplificador porem precisa de resistores de divisor de tensão e capacitores encarregados de acoplar o sinal, bem como de outros transistores quando se trata de amplificadores com mais de um estagio.Idss, ou ID é a máxima corrente entre Gate e Dreno. Seria a corrente entre Dreno e Soure.No teste do transistor quando inserido no circuito, é preciso alterar a escala a ser utilizada para a de resistência, principalmente com o circuito ligado na rede elétrica. Nunca, isto provocaria a queima do multímetro e de alguns componentes.No teste do transistor quando inserido no circuito, é preciso atentar para a situação onde os capacitores da placa podem estar carregados por alguns minutos mesmos desligados da rede elétrica, portanto antes de testá-lo é preciso provocar um curto circuito no terminais para que se descarregue. Nunca, isto provocaria um choque elétrico e a queima alguns componentes.Os Opto acopladores precisam ser conectados a um dissipador de calor pois podem conduzir correntes muito elevadas já que sua função é isolar o contato humano dos sistemas elétricos de potência. A corrente no acoplador é muito baixa, não existe aquecimento. Questão 2 Respondida Retificadores a tiristor possibilitam o controle da tensão de saída variando-se o ângulo de disparo ou de retardo dos tiristores. Considere um retificador monofásico de onda completa a tiristor, conectado a uma carga puramente resistiva de 580Ω, cuja tensão média na carga é de 260V e a tensão de pico da fonte de alimentação é de 300V. Assinale a alternativa que apresenta corretamente o ângulo de disparo do tiristor do referido circuito: • π2 radianos. • 0,387 radianos. • 3π2 radianos. • 0,5 radianos. • 0,25 radianos. Sua resposta 0,5 radianos. Questão 3 Respondida Considere as duas formas de onda mostradas no gráfico a seguir. Verifica-se que um dos sinais exibidos tem formado similar de meia senoide, pico próximo a 200 V e ocorre em t=5s, e o outro sinal se trata de um pulso retangular, com valor de pico de cerca de 17 V e que ocorre em t=5s. Assinale a alternativa que indica corretamente um circuito possível de obtê-las: • O pulso de 17 V trata-se do sinal de saída observado num circuito retificador monofásico a diodo, quando se é ligada a fonte de alimentação de valor de pico de cerca de 200V. Quando o valor da tensão da fonte começa a diminuir, o diodo entra em corte e a tensão de saída fica zerada. • O pulso de 17V trata-se do sinal aplicado no gatilho de um tiristor de um circuito retificador trifásico de meia onda, que leva a fonte de alimentação de 200 V ao colapso, zerando sua tensão. • O pulso de 17 V trata-se do sinal aplicado no gatilho de um tiristor de um circuito retificador a tiristor, que apresenta sinal de saída retificado a partir do instante em que é dado o pulso no gatilho, com valor de pico de cerca de 200 V na carga. • O sinal com valor de pico de cerca de 200 V, trata-se da fonte de alimentação de um circuito retificador a diodo, em que não foi possível polarizar o diodo, apresentando somente um pulso de 17 V em t=5s e desligando em seguida. • O pulso de 200 V trata-se do sinal aplicado no terminal de gatilho de um tiristor, que não consegue levá-lo ao modo de condução, resultando somente num pulso de 17V na carga, no instante de pico de tensão no pulso de 200 V. Sua resposta O pulso de 17V trata-se do sinal aplicado no gatilho de um tiristor de um circuito retificador trifásico de meia onda, que leva a fonte de alimentação de 200 V ao colapso, zerando sua tensão. Alternativa correta: O pulso de 17 V trata-se do sinal aplicado no gatilho de um tiristor de um circuito retificador a tiristor, que apresenta sinal de saída retificado a partir do instante em que é dado o pulso no gatilho, com valor de pico de cerca de 200 V na carga.O pulso de 17 V trata-se do sinal de saída observado num circuito retificador monofásico a diodo, quando se é ligada a fonte de alimentação de valor de pico de cerca de 200V. Quando o valor da tensão da fonte começa a diminuir, o diodo entra em corte e a tensão de saída fica zerada. Pois o pulso de 17 V não apresenta características de sinal de saída.O pulso de 17V trata-se do sinal aplicado no gatilho de um tiristor de um circuito retificador trifásico de meia onda, que leva a fonte de alimentação de 200 V ao colapso, zerando sua tensão. Pois a fonte de alimentação não é colapsada por um pulso no gatilho de um tiristor.O pulso de 17 V trata-se do sinal aplicado no gatilho de um tiristor de um circuito retificador a tiristor, que apresenta sinal de saída retificado a partir do instante em que é dado o pulso no gatilho, com valor de pico de cerca de 200 V na carga. O sinal com valor de pico de cerca de 200 V, trata-se da fonte de alimentação de um circuito retificador a diodo, em que não foi possível polarizar o diodo, apresentando somente um pulso de 17 V em t=5 s e desligando em seguida. Pois o sinal de 200 V não apresenta características de fonte de alimentação utilizadas em circuitos retificadores.O pulso de 200 V trata-se do sinal aplicado no terminal de gatilho de um tiristor, que não consegue levá-lo ao modo de condução, resultando somente num pulso de 17V na carga, no instante de pico de tensão no pulso de 200 V. Pois o pulso que comumente é dado no terminal gatilho de um tiristor não apresenta valores tão elevados. Questão 4 Respondida O inversor de fonte de tensão (VSI) gera uma onda de tensão alternada através do chaveamento de uma fonte de tensão contínua, podendo criar determinado números de níveis em relação a quantidade de chaves existentes no circuito. HART, Daniel W. Eletrônica de potência: análise e projetos de circuitos. [recurso eletrônico]:Grupo A, 2012. E-book. ISBN 9788580550474. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580550474/. Considerando o inversor monofásico ponte completa da imagem e seu gráfico de tensão de saída é correto afirmar: • Entre T2 e T o chaveamento ocorreu com as chaves S1 e S2, resultando em um sinal negativo. • Entre 0 e T/2 as chaves S1 e S4 foram acionadas, o que resultou em um sinal positivo. • Entre T/2 e T o sinal é negativo e resultado do acionamento das chaves S3 e S4. • O tipo de gráfico da tensão de saída para esse circuito é denominado degrau. • A combinação S1 positivo com S2 positivo, gerará uma tensão de saída negativa, enquanto a combinação S3 positivo com S4 positivo, uma tensão de saída positiva. Sua resposta Entre T2 e T o chaveamento ocorreu com as chaves S1 e S2, resultando em um sinal negativo. Entre T2 e T o chaveamento ocorreu com as chaves S1 e S2, resultando em um sinal negativo. – Errada - Entre T2 e T o chaveamento ocorreu com as chaves S3 e S4, resultando em um sinal negativo.Entre 0 e T/2 as chaves S1 e S4 foram acionadas, o que resultou em um sinal positivo. – Errada - Entre 0 e T/2 as chaves S1 e S2 foram acionadas, o que resultou em um sinal positivo, S1 e S4 não podem ser acionadas ao mesmo tempo, pois geraria um curto. Entre T/2 e T o sinal é negativo e resultado do acionamento das chaves S3 e S4. – Correta – O acionamento das chaves S3 e S4 gera uma tensão negativa. O tipo de gráfico da tensão de saída para esse circuito é denominado degrau. – Errada – O tipo de gráfico da tensão de saída para esse circuito é de onda quadrada. A combinação S1 positivo com S2 positivo, gerará uma tensão de saída negativa, enquanto a combinação S3 positivo com S4 positivo, uma tensão de saída positiva. – Errada - A combinação S1 positivo com S2 positivo, gerará uma tensão de saída positiva, enquanto a combinação S3 positivo com S4 positivo, uma tensão de saída negativa. Questão 5 Respondida A operação dos inversores, como o da figura abaixo, é baseada numa técnica de modulação que controla a duração e a sequência dos sinais usados para ligar e desligar as chaves, sendo possível operá-lo através de dois modos de comutação, considerados os mais simples, o modo 120º e 180º. Sobre os modos de condução, julgue as afirmativas a seguir em (V) Verdadeiras ou (F) Falsas e assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA. ( ) As formas das ondas de tensão de linha em degrau são iguais em sua forma, tendo como diferença o deslocamento uma em relação a outra de 120º, onde durante 120º cada chave estará fechada na sequência. ( ) Em uma sequência de chaveamento a 120º, se as chaves S1, S2 e S3 estiverem fechadas o resultado será um sinal de tensão positivo em VAN. ( ) Para um inversor trifásico conduzindo por 180º, assim como na condução por 120º, existem seis intervalos diferentes de 60° para um ciclo de saída e a taxa de chaveamento determina a frequência de saída do inversor, sendo o padrão do chaveamento cíclico, iniciando a partir de S1, S2 e S3. • V – F – V • V – V – V • F – F – F • V – V – F • F – V – V Sua resposta V – F – V As formas das ondas de tensão de linha em degrau são iguais em sua forma, tendo como diferença o deslocamento uma em relação a outra de 120º, onde durante 120º cada chave estará fechada na sequência. – Verdadeira – A definição está de acordo com o estudado.Em uma sequência de chaveamento a 120º, se as chaves S1, S2 e S3 estiverem fechadas o resultado será um sinal de tensão positivo em VAN. – Falsa – na condução por 120º apenas duas chaves são acionadas simultaneamente, logo, esse chaveamento não pertence a esse tipo de condução.Para um inversor trifásico conduzindo por 180º, assim como na condução por 120º, existem seis intervalos diferentes de 60° para um ciclo de saída e a taxa de chaveamento determina a frequência de saída do inversor, sendo o padrão do chaveamento cíclico, iniciando a partir de S1, S2 e S3. – Verdadeira – A definição está de acordo com o estudado. Questão 6 Sem resposta Os conversores isolados, diferentemente dos não isolados, permite a separação das referências da rede elétrica em relação aos circuitos de saída. Alguns dos principais tipos (ou topologias) de conversores isolados, Forward, Push-Pull e Flyback, possuem diferentes aplicações e características. Sobre esses conversores julgue as afirmativas a seguir em (V) Verdadeiras ou (F) Falsas e assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA. ( ) O conversor Forward nada mais é que o conversor Buck com isolação entre tensão de entrada e a tensão de saída. ( ) O conversor Push-Pull se trata de um derivado do conversor Buck, sendo mais eficiente ao utilizar o transformador quanto a magnetização e a desmagnetização do núcleo para transferência dos pulsos de tensão para o indutor. ( ) O conversor Flyback se trata de um conversor Boost tendo como diferença a presença de um transformador no lugar do indutor, já que se trata de um conversor isolado. • V – F – V • V – V – F • F – V – V • F – F – F • V – V – V Sua resposta V – V – F O conversor Forward nada mais é que o conversor Buck com isolação entre tensão de entrada e a tensão de saída. - Verdadeira - O conversor Forward é um conversor abaixador assim como o Buck, tendo como diferença a presença de um transformador, o que o torna um conversor isolado.O conversor Push-Pull se trata de um derivado do conversor Buck, sendo mais eficiente ao utilizar o transformador quanto a magnetização e a desmagnetização do núcleo para transferência dos pulsos de tensão para o indutor. - Verdadeira - Assim como o conversor Forward, o conversor Push- Pull se trata de uma versão isolada do Buck, sendo mais eficiente que a topologia ForwardO conversor Flyback se trata de um conversor Boost tendo como diferença a presença de um transformador no lugar do indutor, já que se trata de um conversor isolado. - Errada - O conversor Flyback se trata de um conversor Buck-Boost tendo como diferença a presença de um transformador no lugar do indutor. Questão 7 Sem resposta Na prática, os fabricantes elaboram folhas de dados, que assim como as folhas de dados dos diodos que vimos anteriormente, detalham as características mecânicas, térmicas e elétricas que os dispositivos possuem. São corretas as informações referente a especificações dos transistores: ( ) Os valores de tensão coletor- emissor, coletor-base e emissor-base são parâmetros importantes em relação ao seu valor máximo permitido. ( ) A dissipação de potência total no dispositivo (deve ser menor acima de 25ºC), não se trata de uma especificação de valor máximo permitido, ou seja, seu valor é apenas uma característica e pode ser ultrapassado sem maiores problemas. ( ) A tensão de saturação Coletor-emissor é uma característica importante, que podemos relacionar com os conceitos de ponto de operação. ( ) Os manuais são meramente ilustrativos, sendo de maior importância o conhecimento de verificação do funcionamento dos transistores com multímetros. • V-F-F-V • V-F-V-F • F-F-F-F • V-V-V-V • V-V-F-F Sua resposta V-F-V-F A sequencia correta é V-F-V-F, pois:( ) Os valores de tensão coletor- emissor, coletor-base e emissor-base são parâmetros importantes em relação ao seu valor máximo permitido. - Verdadeira - Esses valores são utilizados como base para seleção adequada do transistor a aplicação, pois, por exemplo, se for selecionado um transistor que não suporte a tensão no circuito, o mesmo apresentará defeito.( ) A dissipação de potência total no dispositivo (deve ser menor acima de 25ºC), não se trata de uma especificação de valor máximo permitido, ou seja, seu valor é apenas uma característica e pode ser ultrapassado sem maiores problemas. - Falsa - A dissipação de potência total no dispositivo é uma especificação encontrada no campo de especificaçõesmáximas, ou seja, possui valores que não devem ser ultrapassados para que haja o correto funcionamento nos circuitos.( ) A tensão de saturação Coletor- emissor é uma característica importante, que podemos relacionar com os conceitos de ponto de operação. - Verdadeira - Quando o transistor está saturado, opera como uma chave fechada do coletor para o emissor, então se trata de um valor de extrema relevância em diversas operações e está ligada diretamente aos conceitos de ponto de operação.( ) Os manuais são meramente ilustrativos, sendo de maior importância o conhecimento de verificação do funcionamento dos transistores com multímetros. - Falsa - Os manuais são de extrema importância, já que contem as informações de especificação e característica dos transistores, facilitando a escolha correta do componente a aplicação desejada. Questão 8 Sem resposta Para que possamos analisar as características elétricas dos transistores, devemos levar em consideração as informações estudadas sobre sua polarização, as quais influenciam também em suas variáveis, as quais utilizamos nos cálculos para análises e projetos. Sobre as variáveis envolvidas nos cálculos dos transistores é correto afirmar que: • Ao ser polarizada, a junção base-emissor gera uma diferença de potencial, denominada VBE, relativa ao material, sendo o mais comum o silício, com valor de 0,7 V. • A corrente convencional, usada para análise dos circuitos, possui o mesmo sentido do fluxo dos elétrons, no transistor NPN, a corrente da base IB entra pela base e a corrente de coletor IC entra pelo coletor. • No transistor NPN aplicando a primeira lei de Kirchhoff para as correntes temos que a corrente da base (IB) é igual a soma da corrente do emissor (IE) com a corrente do coletor (IC). IB=IE+IC. • O parâmetro alfa é a relação entre a corrente do coletor (IC) e a corrente da base (IB). α=IC/IB. • O parâmetro beta é a relação entre a corrente de coletor (IC) e a corrente do emissor (IE). β=IC/IB. Sua resposta Ao ser polarizada, a junção base-emissor gera uma diferença de potencial, denominada VBE, relativa ao material, sendo o mais comum o silício, com valor de 0,7 V. Ao ser polarizada, a junção base-emissor gera uma diferença de potencial, denominada VBE, relativa ao material, sendo o mais comum o silício, com valor de 0,7 V. Definição correta referente a junção base-emissor, conforme apresentado em aula.A corrente convencional, usada para análise dos circuitos, possui o mesmo sentido do fluxo dos elétrons, no transistor NPN, a corrente da base IB entra pela base e a corrente de coletor IC entra pelo coletor. A corrente convencional, usada para análise dos circuitos, não possui o mesmo sentido do fluxo dos elétrons, no transistor NPN, a corrente da base IB entra pela base e a corrente de coletor IC entra pelo coletor.No transistor NPN aplicando a primeira lei de Kirchhoff para as correntes temos que a corrente da base (IB) é igual a soma da corrente do emissor (IE) com a corrente do coletor (IC). IB=IE+IC. No transistor NPN aplicando a primeira lei de Kirchhoff para as correntes temos que a corrente do emissor (IE) é igual a soma da corrente da base (IB) com a corrente do coletor (IC). IE=IB+IC.O parâmetro alfa é a relação entre a corrente do coletor (IC) e a corrente da base (IB). α=IC/IB. O parâmetro alfa é a relação entre a corrente de coletor (IC) e a corrente do emissor (IE). α=IC/IE.O parâmetro beta é a relação entre a corrente de coletor (IC) e a corrente do emissor (IE). β=IC/IE. O parâmetro beta é a relação entre a corrente do coletor (IC) e a corrente da base (IB). β=IC/IB. Questão 9 Sem resposta Os transistores de potência geralmente são classificados em três categorias: transistores bipolares de junção (BJT), transistores de efeito de campo óxido metálico semicondutor (MOSFET) e transistores bipolares de porta isolada (IGBT). A respeito das categorias de transistores de potência, assinale a alternativa que descreve corretamente o dispositivo detalhado na assertiva: • O MOSFET de potência é um dispositivo controlado por tensão e requer apenas uma pequena corrente de entrada. • O BJT de potência é um dispositivo controlado por tensão e requer corrente de base para que flua corrente no coletor. • O IGBT é um dispositivo controlado pela tensão aplicada entre o terminal coletor e o terminal e o emissor. • IGBTs são transistores que combinam as vantagens dos BJT e MOSFET, ou seja, apresentam impedância de entrada elevada - como os BJTs - e baixas perdas em condução - como os MOSFETs. • No MOSFET a corrente de dreno é inversamente proporcional a tensão entre gate e source. Sua resposta O MOSFET de potência é um dispositivo controlado por tensão e requer apenas uma pequena corrente de entrada. Alternativa correta: O MOSFET de potência é um dispositivo controlado por tensão e requer apenas uma pequena corrente de entrada.O MOSFET de potência é um dispositivo controlado por tensão e requer apenas uma pequena corrente de entrada. O BJT de potência é um dispositivo controlado por tensão e requer corrente de base para que flua corrente no coletor. Pois o BJT é um dispositivo controlado por corrente.O IGBT é um dispositivo controlado pela tensão aplicada entre o terminal coletor e o terminal e o emissor. Pois a tensão que controla o IGBT é aplicada entre os terminais de gate e emissor.IGBTs são transistores que combinam as vantagens dos BJT e MOSFET, ou seja, apresentam impedância de entrada elevada - como os BJTs - e baixas perdas em condução - como os MOSFETs. Pois são os MOSFETS que apresentam alta impedância de entrada e os BJTs que apresentam baixas perdas em condução. No MOSFET a corrente de dreno é inversamente proporcional a tensão entre gate e source. Pois a corrente de dreno no MOSFET é diretamente proporcional a tensão entre gate e source. Questão 10 Sem resposta Reconhecer a pinagem dos amplificadores operacionais e sua aplicação é indispensável, uma vez que podemos aplicá- lo em diversos projetos e soluções eletrônicas bem como reparar circuitos onde ele está presente. Assinale a alternativa correta. • No LM741 o pino 3 é a entrada inversora e a saída o pino 6. • No LM741 o pino 3 é a entrada não inversora e a saída o pino 6. • O LM741 pode ser usado apenas com amplificador de sinais. • O LM741 somente pode ser usado em circuitos de sensoriamento onde os elementos de leitura analógica aplicados na entrada podem ser sensores de temperatura, luz, gás, etc. • Nas entradas do LM741 se utiliza o conceito do divisor de tensão, sendo importante que o pino 1 e 5 esteja ligado ao GND para garantir a estabilidade da entrada inversora e não inversora pode ser usado em circuitos de sensoriamento onde os elementos de leitura analógica aplicados na entrada podem ser sensores de temperatura, luz, gás, etc. Sua resposta No LM741 o pino 3 é a entrada não inversora e a saída o pino 6. você deve consultar sempre o datasheet do componente, para orientar sobre a pinagem.No LM741 o pino 3 é a entrada inversora e a saída o pino 6. A inversora seria o pino 2.No LM741 o pino 3 é a entrada não inversora e a saída o pino 6. Sim, o pino 3 é a entrada não inversora ou positiva e a saída do sinal amplificado ou comparado o pino 6.O LM741 pode ser usado apenas com amplificador de sinais. Como amplificador e comparador de tensão nas entradas.O LM741 somente pode ser usado em circuitos de sensoriamento onde os elementos de leitura analógica aplicados na entrada podem ser sensores de temperatura, luz, gás, etc. Como amplificador tambémNas entradas do LM741 se utiliza o conceito do divisor de tensão, sendo importante que o pino 1 e 5 esteja ligado ao GND para garantir a estabilidade da entrada inversora e não inversora pode ser usado em circuitos de sensoriamento onde os elementos de leitura analógica aplicados na entrada podem ser sensores de temperatura, luz, gás,etc. O pino 1 e 5 devem ser conectados entre si com um potenciômetro para calibração.