Diodos semicondutores: funções, aplicações e testes

Basicamente fazem o papel de chave liga/desliga em um circuito eletrônico, sendo encontrados em fontes de alimentação, estabilizadores, circuitos de proteção, etc…, sendo utilizados para:

• Transformar tensão AC (tensão alternada) em DC (tensão contínua);
• Bloquear um sinal elétrico indesejado.

Existem vários tipos de diodos, sendo os mais comuns:

• De uso geral / Zener;
• LED / Fotodiodo;
• Schottky / Shockley;
• De corrente constante / De recuperação em degrau (steprecovery);
• De tunelamento / Varicap.

• O borne VERMELHO (DIODO) é POSITIVO;
• O borne PRETO (COM) é NEGATIVO.

Quando o multímetro está selecionado na função de teste de DIODOS, o terminal VERMELHO do multímetro tem uma saída de 3V, aproximadamente.

Ao medir com o multímetro os terminais do DIODO, o mesmo deve impedir a tensão em um sentido e permitir o fluxo de corrente com a polaridade contrária aplicada.

• Um diodo bom deve apresentar no sentido de condução uma queda de tensão de 400mV a 800mV;
• Diodos de potência (retificadores de alternador) têm uma queda de tensão de 400mV a 600mV;
• Diodos de comando (uso geral) têm uma queda de tensão maior, de 600mV a 800mV;
• Um diodo que apresente uma tensão de condução abaixo de 300mV está em curto-circuito;
• Um diodo aberto apresentará o numero 1. ou OL.

Testes na UCE do motor Bosch EDC16C9

Testes na UCE do motor SIEMENS SID901

Retificador de tensão AC em tensão DC
O alternador, devido a sua construção, é um gerador elétrico de TENSÃO AC. A bateria é um armazenador de TENSÃO DC.
• A TENSÃO AC não é possível ser armazenada pela bateria;
• Então é necessário converter TENSÃO AC em TENSÃO DC;
• Para isto é utilizado um Retificador de tensão AC.

O Retificador de tensão AC em tensão é construído com semicondutores (DÍODOS) que permitem a passagem de tensão somente em um sentido.

Então podemos dizer que o diodo permite que a VOLTAGEM POSITIVA passe por ele, e não permite que a VOLTAGEM NEGATIVA passe.

Por isto que o diodo é usado nos retificadores de tensão, pois quando é necessário converter TENSÃO AC em TENSÃO DC, este é o melhor elemento.

Nos ALTERNADORES MONOFÁSICOS (bobinas de carga e iluminação), o diodo retifica MEIA-ONDA da tensão AC que é gerada.

Alguns sistemas usam uma técnica chamada retificação de ONDA-COMPLETA, na qual é usada uma ponte de diodos.

Retificação de onda completa em alternadores de saída TRIFÁSICA
Nos ALTERNADORES TRIFÁSICOS, a técnica usada é a retificação de ONDA-COMPLETA da tensão AC que é gerada em cada uma das fases.

Como são 3 bobinas de carga ligadas em série, a corrente elétrica gerada é uma onda elétrica alternada em 3 fases, cada fase com 120º de atraso em relação a outra.

O alternador, por ser um gerador elétrico, está ligado ao retificador de tensão e depois à bateria, para recarregar a mesma, nas situações em que é necessário usar a carga armazenada.

Como estas três fases estão ligadas juntas, a saida de tensão passa a ser em corrente DC pulsante (continua).

Esta TENSÃO DC que será usada para recarregar a bateria. Mas antes de ser liberada, esta tensão pulsante tem que ser estabilizada, para evitar oscilações de tensão no sistema elétrico.

Os diodos são usados nos retificadores de tensão do alternador, para RETIFICAR a tensão AC gerada no alternador em tensão DC para a bateria.

Exemplo de uma ponte retificadora de MOTOCICLETAS

Para testar os diodos do retificador, desligue-o e meça entre os pinos de entrada e saída.

Efetue as medições nos 3 terminais do diodo, para determinar isolação e condução do mesmo.

Efetue as medições nos 2 terminais de carga do diodo, para determinar isolação e condução do mesmo.

1) Medição da queda de tensão dos diodos do alternador:

ATENÇÃO!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Este teste é válido somente quando houver um diodo em curto circuito na ponte retificadora. Se houver algum diodo aberto, não é possível a sua verificação sem a devida desmontagem do alternador, para teste individual de cada diodo.

A queda de tensão dos diodos do alternador deve estar entre 0,400V a 0,900V. Valores fora desta faixa são indicativos de falha na ponte retificadora do alternador (placa de diodos).

Economize energia elétrica e prolongue a vida útil da resistência e da ponteira do ferro de solda.
Com este circuito você poderá reduzir a temperatura de ferros de solda de até 70 Watts de potência em 50% e realizar trabalhos delicados em placas de circuito impresso e montagens de circuitos eletrônicos.

Geralmente utilizamos na bancada um ferro de solda com potência de 40 a 60 Watts.

Grande parte do tempo o ferro de solda é mantido quente, pronto para uma eventual solda, deste modo estamos desperdiçando energia elétrica e reduzindo a vida útil do equipamento.

O circuito proposto é simples, com apenas um toque na chave conseguimos reduzir a temperatura do ferro de solda pela metade, deste modo podemos economizar energia elétrica, aumentar a vida útil do equipamento e ainda realizar trabalhos delicados em circuitos eletrônicos sensíveis a alta temperatura.

Abaixo seguem os detalhes do esquema de ligação:

Lista de materiais
• D1 = diodo 1N5408;
• D2 = diodo 1N4007;
• D3 = LED vermelho;
• R1 = resistor 47 KΩ 3W;
• 1 tomada;
• 1 Plug de tomada;
• 1 Chave L/D (paralela);
• 1 metro cabo força;
• 1 Base madeira;
• Parafusos.

Análise dos materiais

O material necessário para a montagem do redutor de temperatura é facilmente encontrado em lojas de material elétrico e eletrônico.

Dê preferência para tomada maiores (mais altas) caso pretenda montar o circuito indicador, quando o redutor de temperatura tiver acionado.

A chave comutadora deverá ser do tipo paralela com 3 pinos, isto é, tanto liga numa posição como na outra posição. Esta chave tem a função de ativar e desativar o redutor de temperatura do ferro de solda.

• O ferro de solda sempre estará energizado quando conectado à rede elétrica.

Para maior segurança utilize um cabo de capa dupla (cabo PP 2×1,5mm), poderá utilizar um cabo reaproveitado de aparelhos reciclados. A base de madeira no tamanho de 10×10 cm é suficiente para a montagem.

Após montado, o redutor de temperatura para o ferro de solda poderá ser instalado diretamente na bancada de trabalho, para isso instale-o no local onde o ferro de solda permanece conectado à rede elétrica.

Opcional

Caso queira montar um indicador luminoso, para visualizar quando o redutor de temperatura está acionado, os componentes necessários são: 1 LED 3mm verde, 1 diodo 1n4007 e 1 resistor de 47K 3W (amarelo, violeta, laranja) de metal film.

O circuito proposto é simples, trata-se de um led verde conectado ao redutor, que acenderá quando este estiver ativo.

Montagem do redutor de temperatura.
Inicie a montagem do projeto, instalando o diodo 1N5408 diretamente nos terminais da chave, para isso solte os parafusos dos terminais e introduza o diodo nos orifícios dos terminais da chave, aperte até fixar. Não é necessário se preocupar com o lado da chave.

O próximo passo é ligar o cabo de força na chave e na tomada. O cabo de força possui um fio marrom e um fio azul, ligamos o fio marrom no terminal central da chave e o fio azul em um dos terminais da tomada. Para isso solte o parafuso do terminal da tomada e introduza o fio com a ponta desencapada no orifício da tomada, aperte o parafuso até fixar.

A seguir, providencie um pedaço de fio com a mesma expessura que o cabo de força (1,5 mm). Ligue o fio ( nosso fio laranja) junto com o terminal cátodo (K) do diodo 1N5408 (observe a faixa impressa no corpo do diodo), a outra ponta conecte ao terminal da tomada.

Pronto. O redutor de temperatura do ferro de solda já está montado e pronto para funcionar. Confira novamente as ligações antes de ligar.

Fonte: Oficina Brasil. Por: Flávio Xavier.

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