Fonte de tensão ajustável

Lista de componentes Eletrônicos

componenente	quantidade	preço R$
transformador 16.9v	1	emprestado
resistor 1k 0.25w	5	5 * 0.07
resistor 100 0.25w	2	0.07
resistor 120 2w	2	2 * 1.90
resistor 330 0.25w	1	emprestado
LED vermelho	1	0.50
potênciometro 10k	1	7.00
transistor NPN	1	1.55
capacitor 470uF	1	4.27
diodo retificador	4	4 * 0.20
protoboard	1	emprestado
diodo zener 13v	1	0.50
jumper	9	9 * 0.70
total	18	25.21

Explicação dos componentes

• Transformador

Recebe uma tensão de 127v e fornece uma tensão de 16.9v.

• Resistores

Servem para regular a corrente que percorre pelas regiões do circuito

• Diodos retificadores

Utilizados na construção da ponte de diodos, módulo que tem a função de permitir que a corrente alternada só flua em um único sentido.

• Diodo zener

Serve para regular a tensão máxima, quando a tensão supera 13v, a tensão de ruptura, o zener permite a passagem de corrente, mantendo a tensão em 13v. Caso a tensão seja inferio a à tensão de ruptura ele não conduz corrente e não afeta o circuito.

• Transistor

Componente que permite a passagem de corrente do coletor ao emissor em uma proporção relacionada à corrente da base.

• Potenciômetro

Serve como um resistor variável, aplicado para controlar a corrente que chega à base do transistor.

• LED

Utilizado para indicar que a fonte está ligada.

Cálculos

Tensão de Pico

$$ V_{\text{pico}} = V_{\text{eficaz}} \times \sqrt{2} $$

Onde:

• V(eficaz) é a tensão de saída do transformador(16.9V).

Portanto:

$$ V_{\text{pico}} = 16.9V \times \sqrt{2} = 23.9V $$

Pelo fato do diodo necessitar 0.7v para funcionar, ao passar pela ponte de diodos a tensão de pico no circuito passa a ser:

$$ V_{\text{pico}} = 23.9V - 1.4V = 22.5V $$

Cálculo da Tensão de Ripple (Vripple)

Foi calculada para um ripple de 10%

$$ V_{\text{ripple}} = 0.1 \times V_s $$

Substituindo o valor da tensão:

$$ V_{\text{ripple}} = 0,1 \times 22.5V = 2.25 $$

Cálculo da Tensão Média

$$ V_{\text{médio}} = V_{\text{pico}} - \frac{V_{\text{ripple}}}{2} $$

Substituido valores:

$$ V_{\text{médio}} = 22.5V - 2.25V = 20.25V $$

Correntes:

Para calcular a corrente total, realizamos os seguintes cálculos:

1. Corrente através do LED:

$$ i_{LED} = \frac{V_{máxs} - V_{LED}}{R_{LED}} = \frac{22.5V - 2V}{3000 \ \Omega} = 6.83 \ mA $$

2. Corrente através do diodo Zener:

$$ i_{ZENNER} = \frac{V_{máxs} - V_{ZENNER}}{R_{ZENNER}} = \frac{22.5V - 13V}{1000 \ \Omega} = 9.5 \ mA $$

3. Corrente através do potenciômetro:

$$ i_{POTENCIÔMETRO} = \frac{V_{máxs}}{R_{POTENCIÔMETRO}} = \frac{22.5V}{11330 \ \Omega} = 1.98 \ mA $$

4. Corrente através do dispositivo carregado: Pela especificação do projeto desejado:

$$ i_{dispositivo} = \frac{V_{dispositivo}}{R_{dispositivo}} = \frac{12V}{120 \ \Omega} = 100 \ mA $$

Somando todas as correntes, obtemos a corrente total:

$$ i_{TOTAL} = 6.83 \ mA + 9.5 \ mA + 1.98 \ mA + 100 \ mA = 118 \ mA $$

Capacitância:

$$ C = \frac{i_{TOTAL}}{2 \cdot f \cdot V_{ripple}} = \frac{118 \cdot 10^{-3} \ A}{2 \cdot 60 \ Hz \cdot 2,25 \ V} = 437.14 \ \mu F $$

O capacitor com valores mais próximos do calculado foi o de 470 μF e 50V

Circuito no falstad

link para o circuito: https://tinyurl.com/2zbfb6rx

Circuito no EAGLE

PCB

Vídeos

Funcionamento : https://drive.google.com/file/d/1HlZTX9TRSr7dpk6FaQ_0XB5ftFXJopGl/view?usp=drive_link

Explicação : https://drive.google.com/file/d/1QnqMu7LzmLW0nfG7pSB7m6jo2hSP_LLy/view?usp=drive_link

Autores :

• Artur Kenzo Obara Kawazoe - 15652663
• João Victor Alonso de Mello - 10951790
• Murilo Leandro Garcia - 15480943