Electrónica de Potência – Ficha Formativa sobre Tirístores (com respostas)

by admin

Curso Profissional de Electrónica, Automação e Comando
Disciplina de Electricidade e Electrónica – 12º Ano
Módulo 11: Electrónica de Potência

Ficha Formativa – Tirístores

Q1. Explique o que acontece, em cada um dos circuitos seguintes, quando premimos o botão de pressão e depois quando deixamos de o premir.

Resposta

R1: A lâmpada do circuito do SCR acenderá quando o botão for premido, e permanecerá acesa mesmo depois de deixarmos de o premir. A lâmpada do circuito do Triac acenderá quando o botão estiver premido, mas apagar-se-á de imediato, após deixarmos de o premir.

Q1_b: Explique a razão de estes dois circuitos não se comportarem da mesma forma. Não são ambos, o SCR e o Triac, dispositivos Tirístores (com histerese). Porque não permanece o Triac no estado on depois de a tensão de disparo ser retirada?

Resposta

R1_b: Esta questão tem a ver com uma confusão frequente acerca do Triac nos circuitos de corrente alternada. Pensa-se, de forma errada, que os Triacs fecham com a AC tal e qual como os SCR com a CC.
Então podemos colocar a questão de qual será o benefício da histerese do Triac num circuito de AC? Ora isso tem a ver com o facto de a operação de um Triac ser muito rápida, o que permite que seja utilizado em AC, pois é a própria tensão da rede que vai accionar/disparar o Triac, em cada período, e como este mais rápido do que os olhos humanos podem sequer ver (20ms), … Ou seja, em cada período, a tensão de entrada dispara o Triac (e também o pára, quando passa por zero).

Q2: Explique o que tem de ser feito ao SCR, da figura abaixo, para o fazer passar ao estado de condução e assim enviar energia para a lâmpada. E depois diga o que é preciso fazer ao SCR para que a lâmpada fique sem energia (apague).

Resposta

Q2_b: Explique a diferença entre SCRs e Triacs, em termos do respectivo comportamento.

Resposta

Q3: Para que serve o Triac neste circuito?

Resposta

Q3_b: Porquê usar o Triac? Porque não usar apenas o botão para conduzir a corrente directamente para a carga, como mostra o circuito seguinte?

Resposta

Q4: Este circuito com Triac tem um problema sério. Sempre que premimos o botão de pressão, o Triac explode!

Explique por que é que isso acontece e o que deve ser feito para resolver o problema.

Resposta

Q5: Foi montado o circuito seguinte e constatou-se que não funcionava (quando carregava no botão não acontecia nada). Porquê?

Resposta

Q6: Preveja como será afectado o dimmer seguinte, como resultado de uma das seguintes avarias (uma de cada vez):

a) Potenciómetro avaria – fica aberto
b) Condensador C1 avaria – em curto-circuito
c) DIAC avaria – aberto
d) TRIAC avaria – em curto-circuito
Para cada uma dessa avarias explique as razões da sua resposta.

Resposta

Q7: O circuito seguinte exibe um comportamento interessante:

Quando a alimentação é inicialmente ligada, nenhuma das lâmpadas acende.
Se premirmos qualquer um dos botões, a lâmpada controlada pelo respectivo SCR acenderá. Se, depois de uma das lâmpadas estar acesa, premirmos o outro botão, a correspondente lâmpada acenderá e a outra apagar-se-á.
Dito de uma forma simples, cada botão de pressão não serve apenas para alimentar a sua própria lâmpada, mas também serve para apagar a outra.
Explique como é isto possível. Não deve ser mistério para si a razão porque cada botão liga a respectiva lâmpada, mas como poderá exercer também controlo sobre o outro SCR, para desligar a respectiva lâmpada?
Dica: o segredo está no condensador ligado entre os dois terminais de ânodo dos dois SCRs.

Resposta

Q8: O circuito abaixo indica qual dos botões de pressão foi actuado em primeiro lugar.
Depois de actuarmos qualquer um dos três botões (e, assim, acendermos a respectiva lâmpada), nenhuma das outras lâmpadas pode ser ligada.

Explique como funciona este circuito.
Por que é que nenhuma das outras lâmpadas pode ser acesa, uma vez uma delas ligada?
Explique também como pode o circuito ser modificado de modo a possuir um botão de Reset para desligar a lâmpada acesa.
Expanda o circuito, de modo a termos 6 lâmpadas em vez de três.

Resposta

Q9: O circuito abaixo representado é um carregador de baterias.
Explique como o circuito utiliza o Triac para controlar a tensão de alimentação para a bateria.

Indique também algumas falhas possíveis de componentes que possam impedir a tensão DC de chegar à bateria.

Resposta

Q10: O circuito abaixo representado é um jogo que consiste numa espira de fio condutor que tem de ser movimentado à volta de uma outra ponta de fio condutor, sem lhe tocar. Se existir contacto, a corrente flui para a gate do tirístor e o buzzer emite um sinal sonoro.
O buzzer continuará a soar mesmo depois de ter deixado de haver contacto, uma vez que o tirístor é um componente que uma vez disparado só deixa de conduzir se deixar de ser alimentado entre o seu ânodo e cátodo.

Monte o circuito no software de simulação Multisim e responda às seguintes perguntas:

Tensão no SCR antes de contacto:
Corrente no SCR antes do contacto:
Tensão no SCR depois de disparado:
Corrente no SCR depois de disparado:
Tensão porta-cátodo antes do disparo:
Corrente porta-cátodo antes do disparo:
Tensão porta-cátodo depois do disparo:
Corrente porta-cátodo depois do disparo:

Q11:
O circuito abaixo representado é um alarme e incorpora um tirístor.
Quando o dono da casa sai deve ligar o interruptor geral e o interruptor de saída.
Se um intruso entrar então na casa, pisará a placa de pressão, o alarme soará, e continuará a tocar, mesmo depois de ele ter saído de cima da placa de pressão, isto devido às características do tirístor, que, uma vez disparado (entrado em condução), apenas abrirá quando a alimentação do circuito (entre o ânodo e o cátodo) for cortada.