[RESPOSTA] ATIVIDADE 2 – EELE – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA – 53_2025

Dentro do curso de Engenharia Elétrica, os retificadores monofásicos desempenham um papel crucial no estudo e compreensão dos sistemas de eletrônica de potência. Esses dispositivos são fundamentais para a conversão de corrente alternada em corrente contínua, sendo amplamente aplicados em diversas áreas, como fontes de alimentação, eletrônica industrial e sistemas de energia renovável.

Elaborado pelo professor, 2023.

Com relação ao exposto acima, analise as alternativas abaixo e assinale a correta.

A eletrônica de potência une os conhecimentos de sistemas elétricos de potência e das eletrônicas digital e analógica, mas especificamente em circuitos de chaveamento, onde o domínio das chaves estáticas e dos seus circuitos de disparo é importante.
As aplicações abrangem muitas áreas, como dispositivos eletrodomésticos e industriais, aplicações envolvendo energia renovável, tração, automação e transporte.
Baseado no contexto acima, analise as afirmações a seguir:

​I) Os inversores são conversores estáticos que operam nos quatro quadrantes do plano tensão-corrente, sendo amplamente utilizados em veículos leves sobre trilhos, trólebus e veículos elétricos a bateria, como locomotivas de minas, empilhadeiras e automóveis.

II) Não há reversão da tensão de saída em circuitos retificadores que estejam alimentando cargas puramente resistivas. Logo, a forma da tensão elétrica na saída do retificador e as características de controle são similares àquelas obtidas com diodo de circulação em cargas indutivas.

III) Nos conversores CC-CC que possuem indutância conectada em paralelo à fonte, podemos dizer que este conversor possui entrada em fonte de corrente pois a mesma é estabilizada pelo indutor, não atingindo o zero.

IV) Podemos dizer que o fator de potência em conversores estáticos está relacionado apenas ao ângulo de defasagem entre a corrente e a tensão na carga, seja ela resistiva indutiva ou capacitiva.

É correto o que se afirma em:

Os dispositivos semicondutores de potência desempenham um papel fundamental no controle e conversão eficiente da energia elétrica. Esses dispositivos, como os diodos, tiristores, transistores de potência, permitem o controle da corrente e tensão em circuitos de alta potência.

Elaborado pelo professor, 2023.

Com base no exposto acima, avalie as afirmações a seguir como (V) para verdadeiras e (F) para falsas:

I. O IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) é um dispositivo semicondutor de potência que combina a alta capacidade de bloqueio de tensão do MOSFET com a baixa resistência de condução do transistor bipolar.

II. O diodo de potência é um dispositivo semicondutor utilizado para bloquear a corrente em um sentido e permitir a passagem de corrente em um sentido oposto.

III. O SCR (Silicon-Controlled Rectifier) é um dispositivo semicondutor unidirecional que é amplamente utilizado em circuitos de controle de potência, como retificadores controlados de onda completa.

IV. O MOSFET de potência é um dispositivo semicondutor bipolar que permite a passagem de corrente em ambos os sentidos, sendo utilizado principalmente em aplicações de alta frequência.

V. O GTO (Gate Turn-Off Thyristor) é um dispositivo semicondutor de potência unidirecional que possui a capacidade de controlar a quantidade de corrente que o percorre a partir de uma corrente proporcional injetada no terminal de gate.

As afirmações I, II, III, IV e V são, respectivamente:

As chaves de potência são componentes semicondutores que permitem ou bloqueiam a passagem de corrente elétrica mediante a uma ou mais condições que o circuito impõe. Sabendo disso, assinale a alternativa que possui uma afirmação correta no que se refere às chaves de potência:

Os retificadores monofásicos à diodo são circuitos fundamentais na área de engenharia elétrica, especialmente na eletrônica de potência. Esses circuitos têm diversas aplicações, como em fontes de alimentação, carregadores de baterias e conversores de energia.
Considere um retificador monofásico à diodo onde a tensão de entrada é especificada em Volts-Eficazes e os semicondutores são compreendidos como Chaves Ideais. O circuito utilizado é a configuração de retificador monofásico de onda completa e um filtro capacitivo é empregado para suavizar a forma de onda de saída. Além disso, a carga conectada ao circuito é uma carga RL.

Com base no exposto, analise as afirmativas a seguir:

I. A tensão média de saída de um retificador monofásico de onda completa é a metade da tensão de pico da tensão de entrada.
II. A corrente eficaz de saída de um retificador monofásico de onda completa é igual à corrente eficaz de entrada.
III. O filtro capacitivo reduz a diferença entre o valor médio da tensão na carga em relação ao valor de pico da tensão de saída quando comparado a circuito sem filtro capacitivo na saída.
IV. A potência média entregue à carga em um retificador monofásico de onda completa é metade da potência média de entrada.
V. O uso de uma carga RL causa uma defasagem entre a corrente e a tensão de saída do retificador monofásico de onda completa. Como a carga é composta por um elemento indutivo (L), a tensão apresenta um atraso em relação à corrente. Isso significa que a tensão atingirá seu valor máximo em um momento posterior em relação ao instante em que a corrente atinge seu valor máximo.

É correto o que se afirma em:

Em um retificador trifásico sem filtro com carga puramente resistiva, composto por seis diodos, alimentado por uma fonte de tensão trifásica simétrica, um estudante observou que, ao realizar a medição da corrente de saída, obteve um valor médio diferente do esperado. Ao investigar o circuito, ele conectou o osciloscópio diretamente na carga e rapidamente identificou que 1 dos diodos estava queimado.

Elaborado pelo professor, 2023.

Analisando o exposto acima e com base nos seus estudos, analise as alternativas abaixo e indique qual evidência que o estudante provavelmente usou para concluir seu raciocínio.

Os conversores CC-CC isolados formam uma importante classe de conversores utilizada na Engenharia Elétrica. Os conversores isolados são projetados para proporcionar isolamento galvânico entre a entrada e a saída, garantindo que não haja conexão direta entre os dois circuitos. Isso é especialmente útil em aplicações onde é necessária a proteção contra surtos de tensão, interferências e para garantir a segurança dos usuários. Além disso, os conversores isolados permitem a operação em diferentes níveis de tensão entre entrada e saída, possibilitando a transformação de tensão e a interface entre sistemas com níveis de tensão incompatíveis.

Elaborado pelo professor, 2023.

Na quarta aula ao vivo, discutimos sobre conversores CC-CC, que são dispositivos de Eletrônica de Potência responsáveis pela conversão de corrente contínua (CC) para outra corrente contínua, possibilitando a variação da tensão e corrente em sistemas de energia elétrica. Os conversores CC-CC são amplamente empregados em diversas aplicações, como fontes de alimentação reguladas e sistemas de geração de energia renovável, devido à sua capacidade de controlar e otimizar o fornecimento de energia elétrica de acordo com as exigências específicas de cada aplicação. O entendimento desses conversores é essencial para o desenvolvimento de sistemas de energia mais eficientes e sustentáveis.

Elaborado pelo professor, 2023.

Com base no exposto acima, analise as afirmações abaixo:

​I. Topologia Elevadora: O conversor CC-CC Boost é uma topologia elevadora, capaz de aumentar a tensão de saída em relação à tensão de entrada, em contraste aos conversores CC-CC Buck.
II. Chave Controlada em Série: O conversor CC-CC Boost possui uma chave controlada, geralmente um transistor ou MOSFET, colocada em série com a fonte de energia. Essa configuração permite controlar o fluxo de corrente e elevar a tensão na carga.
III. Dificuldade de implementação de circuito de controle devido ao referência da chave ser diferente do referencial da fonte de entrada.
IV. A Saída do conversor Boost pode ser modelada como fonte de tensão: O conversor Boost permite controlar a tensão de saída através do ciclo de trabalho da chave controlada e a presença do Capacitor de saída faz com que a tensão na carga seja abastecida mesmo quando a chave está desligada.
V. O conversor CC-CC Boost é comumente usado em aplicações onde a tensão de entrada é menor que a tensão de saída necessária, como em sistemas de alimentação de energia solar e de baterias, onde é necessário elevar a tensão para a carga.

​É correto o que se afirma em:

Os tiristores são componentes muito utilizados em eletrônica de potência. Sabendo que existem vários tipos com características específicas, assinale a alternativa que contém a sequência correta entre dispositivos tiristores e suas respectivas características.

Dispositivo tiristor:
(1) TRIAC
(2) GTO
(3) SCR
(4) DIAC

Características
(  )Disparo pelo Gate e Condução unidirecional; alta capacidade de bloqueio de tensões diretas e reversas;
(  )Disparo pelo Gate; Condução de corrente bidirecional; alta capacidade de bloqueio de tensões diretas e reversas;
(  )Disparo e bloqueio pelo Gate; Condução em um unidirecional; alta capacidade de bloqueio de tensões diretas e reversas;
(  )Disparo por tensão direta ou reversa; Condução de corrente bidirecional; baixa capacidade de bloqueio de tensões diretas ou reversas;