Considere o retificador totalmente controlado, monofásico, alimentando uma carga RL. A tensão média de saída é 100V. A tensão de entrada é senoidal com valor eficaz de 200V. A corrente de saída, de 10A, pode ser considerada constante. Determine a expressão da tensão média de saída em função do ângulo de disparo;

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um retificador totalmente controlado monofásico que está alimentando uma carga RL. A gente precisa determinar uma expressão para a tensão média de saída em função do ângulo de disparo. Vamos usar conceitos de eletrônica de potência, especialmente sobre retificadores controlados e análise de circuitos RL.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que cada termo significa:
  • Retificador totalmente controlado monofásico: É um circuito que converte tensão CA em tensão CC usando dispositivos semicondutores controláveis, como os tiristores. O “totalmente controlado” significa que podemos controlar o ponto em que o dispositivo começa a conduzir na metade do ciclo da tensão.
  • Carga RL: Indica que a carga possui resistência ® e indutância (L).
  • Tensão média de saída (V_média): Valor médio da tensão DC resultante do retificador.
  • Ângulo de disparo (α): Ângulo no qual o tiristor é acionado para começar a conduzir.

Passo 3

Vamos relacionar a tensão média de saída com o ângulo de disparo. Para um retificador totalmente controlado monofásico com carga indutiva e corrente constante, a tensão média de saída pode ser expressa pela fórmula:
Vmédia = Vmpi (1 + cos(alpha)) é
Onde:
  • Vm = Veficaz times raiz2 é a tensão máxima da senoide de entrada.
  • é o ângulo de disparo.
Sabemos que a tensão eficaz ( ) está relacionada com a tensão máxima ( ) pela fórmula:

Passo 4

Vamos calcular Vm = 200,V times raiz2 approx 200,V times 1,414 approx 282,8,V :
Vmédia = 282,8,Vpi (1 + cos(alpha))
Agora, substituímos na expressão da tensão média:
é

Resposta

A expressão da tensão média de saída em função do ângulo de disparo é:
Vmédia = 282,8,Vpi (1 + cos(alpha)) é

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