A tensão eficaz 220 V / 60 Hz é aplicada a um retificador de meia onda que utiliza o diodo 1N4007, cujas especificações são: I Fmax =1 A e VRmax=1000 V. Na saída do circuito retificador é conectada uma carga resistiva. Os valores eficaz e médio da tensão na carga valem, aproximada e respectivamente,
(A) 80 V e 120 V
(B) 100 V e 155 V .
© 120 V e 80 V
(D) 155 V e 100 V .
(E) 150 V e 150 V .
Obs:
a) Desenhar o circuito;
b) Apresentar as fórmulas e cálculos;

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão trata de eletrônica, mais especificamente de um retificador de meia onda. A gente vai precisar entender como esse tipo de circuito funciona, além de usar fórmulas para calcular a tensão eficaz e a tensão média na carga resistiva. Vamos nessa!

Passo 2

Primeiro, vamos imaginar o circuito que a gente vai analisar. É um retificador de meia onda, que basicamente transforma uma corrente alternada (AC) em uma corrente contínua (DC) usando um diodo. Aqui está como ele é montado:
  • Fonte de Tensão: A gente tem uma fonte de tensão AC de 220 V eficaz e 60 Hz.
  • Diodo 1N4007: Esse é o componente chave que faz a retificação, permitindo que a corrente passe só em um sentido.
  • Carga Resistiva: É o resistor ligado na saída do circuito, onde queremos medir a tensão.
Então, o circuito fica assim: a fonte de 220 V é conectada ao diodo 1N4007, que está ligado, por sua vez, à carga resistiva. O diodo vai deixar passar apenas a parte positiva da corrente AC, transformando-a em DC para a carga.

Passo 3

Agora, vamos entender as fórmulas que vamos usar para calcular a tensão eficaz ($ V_{eficaz} Veficaz ãé V_{média} $) no retificador de meia onda.
  1. Tensão Pico ($ V_{pico} $):
    Vmédia
    Essa fórmula nos dá o valor máximo que a tensão atinge no ciclo.
  2. Tensão Média ($ V_{média} $) para retificador de meia onda:
    Vpico é
    A tensão média é a média das tensões ao longo do tempo.
  3. Tensão Eficaz de Saída ($ V_{eficaz, saída} $) para retificador de meia onda:
    Vpico = Veficaz times raiz2 í
    Essa é a tensão eficaz após a retificação.

Passo 4

Vamos aplicar essas fórmulas com os valores que a gente tem:
  1. Calculando a Tensão Pico ($ V_{pico} $):
    Vpico
  2. Calculando a Tensão Média ($ V_{média} $):
    Vpico = 220, V times raiz2 approx 220, V times 1,414 approx 311, V é
  3. Calculando a Tensão Eficaz de Saída ($ V_{eficaz, saída} $):
    Vmédia í
Arredondando os valores, temos aproximadamente 100 V para a tensão média e 155 V para a tensão eficaz na carga.

Resposta

Os valores aproximados da tensão eficaz e da tensão média na carga são 155 V e 100 V, respectivamente. Portanto, a resposta correta é a opção (D) 155 V e 100 V.

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