Introdução

A maioria dos sistemas eletrônicos, como os aparelhos de televisão, DVD e CD e computadores, precisa de uma fonte de alimentação cc para funcionar corretamente. Como a energia elétrica disponível é em tensão alternada, a primeira providência que devemos tomar é converter a tensão da rede elétrica ca em uma tensão cc. A parte do sistema eletrônico que produz a tensão cc é chamada de fonte de alimentação. Dentro da fonte de alimentação estão os circuitos que fazem a corrente circular em apenas um sentido, eles são chamados de retificadores, filtros, ceifadores, grampeadores, limitadores e multiplicadores de tensão.

Os diodos são componentes eletrônicos semicondutores largamente utilizados em circuitos eletrônicos. Entre os principais tipos de diodos destaca-se o diodo retificador (diodo comum).

Pela sua principal propriedade, que é permitir a passagem de corrente em apenas um sentido, os diodos são utilizados para retificar sinais elétricos. Sabe-se que a maioria dos equipamentos eletro-eletrônicos funciona, em parte do circuito, com corrente contínua e que a tensão da rede de transmissão é alternada, por isso, o uso dos diodos torna-se essencial para fazer esse tipo de conversão.

O diodo retificador pode ser inserido de várias formas para se obter um sinal contínuo.

As configurações mais comuns são o retificador de meia onda e o retificador de onda completa.

Os diodos, por se comportarem quase como um curto-circuito quando diretamente polarizados provocando apenas uma pequena queda de tensão no circuito, devem ser colocados, preferencialmente, em série com um resistor a fim de limitar a corrente e não danificar o circuito. Deve-se ter o mesmo cuidado com os LEDs.

A seguir, encontram-se circuitos retificadores baseados em diodos.

Retificador de meia onda

A Figura 1a mostra um circuito retificador de meia onda. A fonte ca produz uma tensão senoidal. Supondo um diodo ideal, o semiciclo positivo da tensão da fonte irá polarizar o diodo diretamente. Como ele é uma chave fechada, conforme mostra a Figura 1b, o semiciclo positivo da fonte ca aparecerá no resistor de carga. No semiciclo negativo, o diodo está polarizado reversamente. Nesse caso, o diodo ideal será uma chave aberta, conforme mostra a Figura 1c, e não aparecerá tensão no resistor de carga.

Figura 1. (a) O retificador de meia onda ideal; (b) no semi-ciclo positivo; © no sentido negativo. | (Malvino; Bates, 2011)

A Figura 2a mostra uma representação gráfica da forma de onda da tensão de entrada. Ela é uma onda senoidal com um valor instantâneo de Vin e um valor de pico de Vp(in). Uma senoide pura como esta tem um valor médio igual a zero sobre um ciclo porque cada tensão instantânea tem um valor igual oposto ao último semiciclo. Se você medir esta tensão com um voltímetro cc, obterá uma leitura zero, porque um voltímetro cc indica o valor médio.

No retificador de meia onda da Figura 2b o diodo estará conduzindo durante os semiciclos positivos, mas não conduzirá durante os semiciclos negativos. É por isso que os semiciclos negativos foram cortados na Figura 2c. Esta forma de onda é chamada de sinal de meia onda. Esta tensão de meia onda produz uma corrente unidirecional na carga, ou seja, ela circula somente em um sentido. Se o diodo for invertido, o pulso de saída será negativo.

Figura 2. (a) Entrada para o retificador de meia onda; (b) diagrama do circuito; © saída do retificador de meia onda. | (Malvino; Bates, 2011)

Um sinal de meia onda como o da Figura 2c é uma tensão cc pulsante que aumenta até um valor máximo, diminui a zero e permanece em zero durante o semiciclo negativo. Esse tipo de tensão cc não é o que necessitamos para os equipamentos eletrônicos. O que precisamos é de uma tensão constante, a mesma que obtemos de uma bateria. Para obtermos esse tipo de tensão, precisamos filtrar o sinal de meia onda (discutido mais adiante neste módulo).

Quando estiver verificando defeitos, você pode usar o diodo ideal para analisar um retificador de meia onda. É conveniente lembrar que a tensão de pico na saída é igual à tensão de pico da entrada:

Equação 1:

Meia onda ideal: Vp(out) = V(in)