Desenhe a etapa de potência de um controlador de tensão CA (gradador) utilizando triac ou SCR (retificador controlado de silício) com carga RL alimentado por fonte de tensão senoidal.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para desenhar a etapa de potência de um controlador de tensão CA (gradador) usando um triac ou SCR (retificador controlado de silício) com uma carga RL alimentada por uma fonte de tensão senoidal. Basicamente, vamos trabalhar com eletrônica de potência e controle de fase. Para resolver isso, vamos precisar entender como um triac ou SCR controla a tensão aplicada à carga e como conectar tudo isso em um circuito com uma carga resistiva-indutiva (RL).

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um triac e um SCR. Ambos são tipos de dispositivos semicondutores de controle de corrente. O SCR (Silicon Controlled Rectifier) permite a passagem de corrente apenas em uma direção quando uma corrente de gate é aplicada. Já o triac é parecido, mas permite a corrente em ambas as direções, o que é útil para aplicações em AC.

Passo 3

Agora, vamos pensar na fonte de tensão senoidal. Isso é simplesmente uma fonte que fornece uma tensão que varia senoidalmente com o tempo, como a eletricidade da tomada de parede. A forma geral dessa tensão pode ser representada por:
v(t) = Vm cdot sin(omega t)
onde $ V_m $ é a amplitude máxima e $ \omega $ é a frequência angular.

Passo 4

A carga RL consiste em um resistor ® e uma indutância (L) em série. Isso significa que a tensão aplicada à carga será dividida entre o resistor e a indutância, e a corrente através deles será a mesma. A presença da indutância faz com que a corrente leve tempo para aumentar ou diminuir, influenciando o comportamento do circuito.

Passo 5

Vamos montar o etapa de potência. Começamos conectando a fonte de tensão senoidal aos terminais do triac ou SCR. O anodo do SCR (ou os dois terminais do triac) vai para a fonte, e o catodo (ou terminal de carga) vai conectado à carga RL. A carga, por sua vez, é conectada de volta à outra extremidade da fonte, fechando o circuito.

Passo 6

Para controlar a fase da tensão aplicada à carga, utilizamos o gatilho (gate) do triac ou SCR. Esse gatilho recebe um pulso em um determinado ângulo de fase, permitindo que o dispositivo conduza a corrente a partir desse ponto no ciclo senoidal. Isso controla a quantidade de energia enviada para a carga, ajustando a tensão média aplicada.

Passo 7

Vamos representar isso em um diagrama básico:
  1. Fonte de tensão senoidal ($ v(t) $)
  2. Triac/SCR conectado em série com a carga RL
  3. Carga RL conectada de volta à fonte
  4. Circuito de gatilho para controlar o ângulo de fase
O esquema fica mais ou menos assim:
v(t) à

Resposta

Pronto! Montamos a etapa de potência de um controlador de tensão CA usando um triac ou SCR com uma carga RL alimentada por uma fonte de tensão senoidal. O triac/SCR está conectado em série com a carga RL e controlado por um circuito de gatilho que ajusta o ângulo de fase, permitindo controlar a tensão média aplicada à carga.

Exercícios relacionados