Eletronica - USP

Esse projeto da disciplina de Eletrônica da Universidade de São Paulo, com o apoio do professor Eduardo do Valle Simões na disciplina SSC0180, foi desenvolvido com o objetivo de construir uma fonte de tensão ajustável que funciona com uma corrente contínua de 100mA.

Componentes da fonte de tensão

• Transformador: Transforma a alta tensão da tomada em uma tensão mais baixa a ser utilizada na fonte de tensão. Em compensação, a corrente aumenta de modo inversamente proporcional à tensão

• Diodo: Corrigem a corrente alternada e deixam-a positiva.

• Capacitor: Armazena a carga durante os picos da corrente alternada, liberando corrente quando a tensão do capacitor é maior que a tensão da fonte.

• Diodo Zener: Conduz corrente somente quando a tensão estiver acima da maior estipulada

• Resistor: Reduzem o potencial elétrico

• Potenciômetro: varia a resistência de acordo com o usuário da fonte

• Transistor: Utilizado para limitar a passagem da corrente

Funcionamento

• Transformação:

Na transformação, os sinais elétricos da entrada, que possuem uma corrente alternada com uma tensão de 127V e uma frequência de 60Hz, são modificados pelo transformador, de modo que a tensão seja diminuída para aproximadamente 12V. No entanto, as outras características da onda permanecem inalteradas.

• Retificação:

Na retificação, os sinais elétricos da corrente alternada são convertidos em um sinal sempre positivo por meio de uma ponte de diodos. Essa conversão resulta na eliminação dos valores negativos de tensão. Graficamente, a retificação faz uma reflexão dos termos negativos da DDP em relação à abscissa.

• Filtragem:

Na filtragem, os sinais elétricos são convertidos em valores aproximadamente contínuos por meio de um capacitor. Esse capacitor é carregado brevemente durante os períodos de voltagem máxima e libera corrente nos momentos em que a voltagem de entrada diminui. Dessa forma, é criada uma simulação de uma saída de tensão contínua, embora apresente algumas imperfeições conhecidas como "ripple".

• Estabilização:

Na estabilização, os sinais elétricos previamente processados são submetidos a uma ação complementar entre o diodo Zener e o transistor, visando uma maior estabilização e linearização. Isso garante que a saída do sistema forneça uma tensão constante e fixa, mesmo diante de possíveis imperfeições das etapas anteriores ou interferências de ruídos causados por flutuações de corrente e temperatura. Por fim, é possível ajustar o valor de saída utilizando um potenciômetro, dentro da faixa de 3V a 12V especificada.

Contas

Vpico da fonte≃180V Razão do transformador=7.3

Vi=180/7,3 Vi=24,65 Vi-Vdiodo≃23

Fórmula do Ripple Ripple=Vs/(2 x f x C x R)

Ripple=0,1Vs

0,1Vs=Vs/(2 x f x C x R)

0,1Vs/Vs=2 x f x C x R

10=2 x f x C x R C=10/(2 x f x R)

f=60hz R=V/I V≃23V I≃115 x 10^-3 (valores coletados a partir do circuito do falstad)

R=23/(115 x 10^-3) R=200ohms

C=10/(2x60x200) C≃416x10⁻6F

Tabela componentes eletrônicos

Quantidade	Componente	Especificações	Valor em reais
1	Tranformador	12V	Utilizado de Simões
1	Capacidor	1000mF	0,49
1	Potenciômetro	10k Ω linear	6,79
3	Resistores	4.7k Ω	0,21
1	Diodo Zenner	1N5243 13V/0,5W	0,60
1	Fusível de pico	0,5A	1,07
1	LED	5mm	0,49
1	Transistor	NPN - BC337	0,68
1	Ponte retificadora	2W	3,98
20	Jumper macho-macho	20 cm	13,52
1	Protoboard	Pequena	19,79
1	Plug AC	10A	5,82
1	Header	2,4mm	3,88
			Total: R$ 57,32

Falstad

Circuito de um transformador com ponte de diodo: https://tinyurl.com/235bu6ro

Cicuito no Eagle

Fotos e vídeos do circuito montado

Vídeo no Youtube: https://youtu.be/5LzaHWlds8U

Integrantes:

• Bruno Kazuya Yamato Sakji
• Douglas da Fontoura Pereyra
• Henrique Vilela Zucoloto
• Ayrton da Costa Ganem Filho
• Tiago Chaves Bezerra Rocha

Créditos

Queremos agradacer ao nosso grande mestre: Eduardo do Valle Simões