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Campus I – João Pessoa Curso Técnico Integrado em Eletrônica Disciplina: Análise de Circuitos Profª: Rafaelle Feliciano Aula 05 – Fontes Independentes e Dependentes
1. Modelos de Circuitos Eletrônicos Introdução Uma das funções de processamento de sinais mais importantes da eletrônica e usada em quase todos os circuitos eletrônicos é a amplificação de sinal o O bloco funcional que executa esta tarefa é o amplificador de sinal (amplificadores de tensão e amplificadores de potência) o Circuitos amplificadores devem ser lineares para que os sinais de saída sejam a réplica dos sinais de entrada, com amplitude maior, e não distorçam a sua forma de onda original Figura 1 - Símbolos de amplificadores Modelos de Circuito para Amplificadores Amplificadores lineares construídos com transistores podem ser modelados para simplificar a análise do circuito o O modelo de um amplificador de tensão consiste de uma fonte de tensão controlada por tensão com fator de ganho Avo, uma impedância interna Ri e uma impedância de saída Ro Figura 2 – Modelo de circuito para amplificador de tensão o A análise do circuito completo com o modelo do amplificador deve considerar a fonte de tensão do sinal vs com a respectiva impedância da fonte Rs e a impedância da carga RL (fig.03)
Figura 3 – Modelo de amplificador de tensão com fonte de tensão do sinal e carga o Regra do Divisor de Tensão na saída do amplificador, ݒ =
ܴ + ܴ
o O ganho de tensão é dado por, ܣ௩ ≡
ܴ + ܴ
o Regra do Divisor de Tensão na entrada do amplificador, ݒ =
ܴ + ܴ ௦
o Amplificador de tensão ideal (máximo ganho de potência e máximo ganho de corrente) Ro « RL ou Ro = 0 Ri » Rs ou Ri = ∞ RL →∞, Av = Avo (Avo é o ganho de tensão em circuito aberto) o Ganho geral do amplificador ݒ ݒ௦
ܴ + ܴ ௦
ܴ + ܴ
o Exemplo (Sedra&Smith, pg. 21): Um amplificador é composto de uma cascata de três estágios. O amplificador é alimentado por uma fonte de sinal com resistência interna de 100 kΩ e tem sua saída conectada a uma carga de 100 Ω. Calcule o ganho total de tensão vL/vs.
Figura 9 – Modelos de circuitos equivalentes ao Transistor Bipolar de Junção (TBJ)
2. Fontes Dependentes (Controladas) Nos circuitos com duas ou mais fontes que não estão em série ou em paralelo, devem ser empregados métodos como Análise de Malhas ou Análise de Nós Existem fontes reais, chamadas independentes , e fontes utilizadas em modelos elétricos simplificados de circuitos, as fontes dependentes ou controladas o Fonte de tensão ou corrente independente → As características da fonte são independentes do circuito ao qual são aplicadas (mesmo que a fonte esteja isolada) Figura 10 – Fontes independentes o Fontes de tensão ou corrente dependente ou controlada → As características da fonte são determinadas (ou controladas) por uma tensão ou corrente no circuito em que se encontra Figura 11 - Fontes controladas ou dependentes
Figura 12 – Notação especial para fontes controladas ou dependentes A amplitude de uma fonte de corrente ou de tensão pode se controlada por uma tensão ou uma corrente, respectivamente o Nos casos em que V =0 ou I =0, o resultado pode ser um curto-circuito ou um circuito aberto equivalente o O tipo de representação (fig. 13) para esses casos depende se a fonte é de corrente ou de tensão e não se o agente controlador é V ou I Figura 13 - Condições de V=0V e I=0A para uma fonte controlada
3. Conversão de Fontes Em análise de circuitos, pode ser necessário converter uma fonte de corrente em fonte de tensão ou vice-versa o Análise de malhas é mais fácil de ser aplicada com todas as fontes de corrente transformadas em fontes de tensão o Análise de nós (ou análise nodal) é mais fácil com todas as fontes de tensão transformadas em fontes de corrente Conversão de Fontes Independentes Usa-se o método da conversão direta Figura 14 - Conversão de Fontes
Ex0 5 (Boylestad, pg. 515) - Converta a fonte de corrente abaixo em fonte de tensão Ex0 6 (O’Malley, pg. 429 ) - Converta a fonte de tensão abaixo em fonte de corrente Ex0 7 (Boylestad, pg. 5 38 ) – Escreva as correntes de malha para o circuito abaixo e determine a corrente no resistor R 1 Ex0 8 (Boylestad, pg. 5 39 ) – Escreva as correntes de malha para o circuito abaixo, que possui uma fonte de tensão dependente, e determine as correntes nos resistores de 1 kΩ e 2 kΩ Fontes : BOYLESTAD, Robert L. Introdução à Análise de Circuitos. 10ª edição. Ed. Prentice-Hall. 2004 SEDRA, Adel S. e SMITH, Kenneth C. Microelectronics Circuits. 4th Edition. Oxford University Press. 1998 O’MALLEY, John. Análise de Circuitos. 2ª Edição. Ed. McGraw-Hill. 1994
