1 Prova de Eletrônica de Potência

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Existem dispositivos na eletrônica que são utilizados em chaveamento de alta 
frequência, de modo a controlar a potência sobre uma carga por meio do PWM 
(modulação por largura de pulso). 
Assinale a alternativa CORRETA que referencia alguns desses dispositivos: 
A 
Retificadores Controlados por Tensão. 
B 
Transistores de Desligamento por Porta: GTOs. 
C 
Diodos e Transistores Bipolares de Junção: BJTs. 
D 
Transistores de Porta Isolada: IGBTs e Tiristores de Efeito de Campo: JFETs, BI-
FETs, MOSFETs. 
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No contexto da eletrônica de potência, as chaves semicondutoras são dispositivos 
utilizados em chaveamentos de alta frequência, na maioria dos casos, por 
Modulação por Largura de Pulso, de modo a controlar a potência sobre uma carga. 
Existem no mercado diferentes modelos de chaves semicondutoras, de acordo com 
as características do circuito eletrônico ao qual são empregadas. 
Assinale a alternativa CORRETA que apresenta algumas dessas características: 
A 
Potência e corrente mínima em condução. 
B 
Frequência de comutação e corrente mínima em condução. 
C 
Frequência de comutação e tensão mínima de bloqueio. 
D 
Acionamento por corrente ou por tensão e implementação em corrente contínua 
ou corrente alternada. 
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Um aspecto importante na introdução e popularização do transistor bipolar como 
elemento chaveador em substituição aos tiristores, foi a possibilidade de 
ampliação das frequências de comutação, sem perda de eficiência, e assim, a 
redução do volume dos elementos magnetizantes do circuito. A figura a seguir 
mostra transistor polarizado e operando como chave e sua devida reta de carga. 
 
Considerando o uso dos transistores bipolares, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas: 
( ) O ponto quiescente ou ponto Q estabelece a região de operação do transistor 
sobre a reta de carga. 
( ) Os valores assumidos por Q para os sistemas de potência, quando na saturação 
será igual a VCC/RC, e no caso do corte será idêntico a VCE, assim a linha traçada 
entre estes dois pontos é a reta de carga do transistor. 
( ) A corrente IB, corrente na base do transistor, determina o estado de operação 
do dispositivo, define se o transistor estará em corte ou em saturação. 
( ) A análise do ponto de operação do transistor BJT será a partir da curva Ic x 
VCC. 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
F - V - V - F. 
B 
V - V - F - V. 
C 
F - V - F - V. 
D 
V - F - V - F. 
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A fim de exemplificar a forma de onda de saída de um SCR ocasionada pelo disparo, 
utilizou-se o circuito onde há uma fonte de alimentação senoidal com frequência 
de 60Hz e amplitude de 311V, ou seja, 220V de tensão eficaz, a também um disparo 
controlado em α = 45º ( ) e uma resistência simbolizando uma carga. A figura a 
seguir apresenta as formas de onda obtidas no circuito descrito: 
 
Considerando as formas de onda apresentadas, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas: 
( ) 
A primeira forma de onda apresenta a tensão de alimentação com as características 
senoidais de amplitudes e frequência. 
( ) 
Na segunda forma de onda é apresentada a tensão sobre a carga, observe que 
devido à característica bidirecional do SCR, é possível apresentar cada semiciclo 
de forma independente. 
( ) 
Na terceira forma de onda observa-se o pulso no gatilho. Ele ocorre de maneira 
rápida e sem continuidade, mas na mesma frequência da rede, garantindo assim que 
sempre ele ocorra no mesmo ponto de operação. 
( ) 
No segundo gráfico é possível observar que o semiciclo positivo é controlado 
através do gatilho, nesse caso, com ângulo de disparo α, ou seja, somente a partir 
daquele ponto que a tensão positiva passa a ser entregue à carga. 
( ) 
O traçado em azul apresenta a relação de disparo, com início do bloqueio do SCR e 
ponto de referência na tensão de entrada. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
V - V - F - V - F. 
 
B 
F - V - F - V - V. 
C 
F - V - V - F - V. 
D 
V - F - V - V - F. 
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Praticamente toda a energia dissipada na forma de calor está relacionada com a 
perda e, consequentemente, com o rendimento do conjunto. Além da geração de 
calor, a queda do rendimento afeta o desempenho dos circuitos eletrônicos 
chaveados. Em vista disso, analise as sentenças a seguir: 
I- Perdas de potência na chave, além de significarem um baixo rendimento, 
proporcionam aquecimento térmico à região onde está colocado o componente 
eletrônico. 
II- Alguns componentes eletrônicos mudam suas características de condutividade 
de acordo com a temperatura, como no caso dos diodos, cujo acréscimo de 
temperatura aumenta a queda de tensão. 
III- Placas eletrônicas podem possuir dissipadores de calor e ventilação forçada, 
comumente instalados em chaves semicondutoras para conseguir uma menor 
temperatura no material. 
IV- Os dissipadores de calor não apenas ajudam a distribuir o calor pelo AR de 
forma a não degradar o componente nem interferir em dispositivos próximos, 
como também contribuem para o aumento do rendimento do sistema. 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As sentenças III e IV estão corretas. 
 
B 
As sentenças I e III estão corretas. 
C 
As sentenças I e II estão corretas. 
D 
As sentenças II e III estão corretas. 
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Os semicondutores são sólidos cristalinos de condutividade elétrica variável. Sua 
utilização é essencial na indústria eletrônica e na construção de componentes. 
Quando trabalhamos com esses semicondutores em casos reais, nos deparamos 
com perdas de potência. 
Assinale a alternativa CORRETA que represente um modo de perda de potência 
dos semicondutores: 
A 
Perda por Atrito. 
B 
Perda por Chaveamento. 
C 
Perda de Vitalidade. 
D 
Perda por Histerese. 
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Dentre os componentes utilizados em eletrônica de potência, podemos citar o SCR 
Figura (a) e o TRIAC Figura (b), onde se pode observar que TRIAC é a junção de 
dois SCR em antiparalelo, ou seja, com o gatilho em comum e os terminais anodo e 
catado invertidos. 
 
Considerando os dois componentes, SCR e TRIAC, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas: 
( ) 
Na entrada em condução do SCR há a necessidade de um pulso no gatilho por um 
curto período e do TRIAC há necessidade da continuidade do sinal para mantê-lo 
em condução. 
( ) 
Para que seja mantida a condução, é necessário que a corrente elétrica que passa 
pelos terminais, Anodo e Catodo do SCR ou MT1 e MT2 no caso do TRIAC, seja 
superior à corrente de manutenção do componente eletrônico. 
( ) 
O corte ou bloqueio da condução ocorre através da remoção da corrente elétrica 
que passa pelo dispositivo. 
( ) 
A diferença entre o TRIAC e o SCR é que enquanto o TRIAC permite a condução 
de corrente elétrica somente em um sentido (unidirecional), o SCR permite a 
condução em ambos os sentidos (bidirecional). 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
V - F - V - F. 
B 
F - V - V - F. 
C 
V - V - F - V. 
D 
F - V - F - V. 
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Os semicondutores mudaram vastamente a área da eletrônica de potência. A 
demanda de semicondutores na indústria se tornou algo muito importante, pois 
várias áreas de tecnologia iriam ser afetadas se houvesse uma falta de 
semicondutores. Para atender a essa demanda, um Engenheiro Eletricista deve 
saber quais os dispositivos devem ser adquiridos. Com relação aos dispositivos 
semicondutores, associe os itens, utilizando o código a seguir: 
I- Diodos. 
II- Tiristores. 
III- Transistores. 
 
( ) São chaves eletrônicas não controladas, sendo assim, não utilizam um terminal 
de disparo. 
( ) Podemos classificar em algumas categorias, como BJT, MOSFET, IGBT. 
( ) Possui um pino que possui a função de colocar o dispositivo em condução ou 
em bloqueio, chamado de gatilho. 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
I - III - II. 
B 
I - II - III. 
C 
II - I - III. 
D 
III - II - I. 
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Ouso da eletrônica de potência pode ser encontrado em diversos ramos da 
engenharia, desde as tecnologias emergentes, fontes de energias renováveis, os 
veículos elétricos, acionamento de máquinas e equipamentos de geração, 
transmissão e distribuição de energia elétrica. Sobre o exposto, analise as 
sentenças a seguir: 
I- A invenção do IGBT pela GE representou um marco na eletrônica, pois 
apresentava características importantes para a manutenção de grandes potências. 
II- A eletrônica de potência é responsável pela adequação das fontes não 
controláveis, como a energia solar para níveis de tensão admitidos pela 
concessionária local. 
III- O IGBT representa, sem dúvida, a mudança na evolução da engenharia, em 
especial nas operações industriais até os dias atuais. 
IV- Equipamentos de diversos tipos e áreas foram desenvolvidos desde a 
descoberta dos dispositivos e estado sólido e, juntamente com tais dispositivos, 
deu início a uma grande área da ciência, a Eletrônica de Potência. 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As sentenças II e IV estão corretas. 
B 
As sentenças III e IV estão corretas. 
C 
As sentenças I e III estão corretas. 
D 
As sentenças I e II estão corretas. 
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A eletrônica de potência, em função de suas características, também pode ser 
empregada nas estruturas e sistemas utilizados nos veículos elétricos. No que diz 
respeito à utilização da eletrônica de potência, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas: 
( ) Atua no acionamento e controle de velocidade dos motores elétricos. 
( ) Gerencia o carregamento das baterias. 
( ) Otimiza o desempenho dos motores elétricos existente no veículo. 
( ) Administra, monitora e controla a utilização de baterias para a energização do 
painel, kit multimídia, sistemas de ar-condicionado e iluminação. 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
V - V - F - V. 
B 
V - V - F - F. 
C 
F - V - F - V. 
D 
V - F - V - V.