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Medium 9788521632795

CAPÍTULO 4 LINHAS DE TRANSMISSÃO CA E CABOS SUBTERRÂNEOS

MOHAN, Ned Grupo Gen PDF Criptografado

4

LINHAS DE TRANSMISSÃO CA

E CABOS SUBTERRÂNEOS

4.1

INTRODUÇÃO

A eletricidade é normalmente gerada em áreas afastadas dos centros de carga, como áreas metropolitanas. As linhas de transmissão formam um importante enlace na estrutura dos sistemas de potência ao transportar grandes quantidades de energia elétrica com a menor perda de energia possível, mantendo o sistema estável operacionalmente e tudo isso a um custo mínimo. O acesso às linhas de transmissão tornou-se um gargalo importante na operação dos sistemas de potência atualmente, fazendo com que a construção de linhas de transmissão adicionais seja um sério obstáculo a ser superado. Este é, por exemplo, um dos desafios a serem encarados no aproveitamento em grande escala da energia eólica.

Muitos sistemas de transmissão consistem em linhas de transmissão aéreas. Embora se discutam mais as linhas de transmissão CA, a análise apresentada neste capítulo também se aplica a cabos CA subterrâneos, como descrito brevemente adiante, os quais são utilizados em áreas metropolitanas.

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Medium 9788521632832

Capítulo 7 • Antenas de Banda Larga

STUTZMAN, Warren L.; THIELE, Gary A. Grupo Gen PDF Criptografado

Capítulo

7

Antenas de Banda Larga

7.1 INTRODUÇÃO

Muitas aplicações sistêmicas exigem antenas que operem em uma larga faixa de frequências. Uma antena que opere em uma larga faixa de frequências é denominada antena de banda larga ou, sim‑ plesmente, antena banda larga. A largura da banda pode ser definida como uma porcentagem da frequência central ou como uma razão. Primeiro, sejam fU e fL as frequências superior e inferior, res‑ pectivamente, para as quais é obtido desempenho satisfatório. A banda de operação da antena varre todas as frequências de fL e fU; a frequência central é fC = (fU + fL)/2, a média aritmética das frequências limites. A largura de banda da antena é definida como LB = fU − fL, e tem unidade de frequência. A largura de banda é, usualmente, expressa em termos de frequência relativa, e não absoluta, na forma de porcentagem ou de uma razão. A largura de banda relativa, B, é definida como LB/fC e, muitas vezes, expressa como largura de banda percentual, definida como:

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Medium 9788521616542

10 - Ondas Viajantes e Antenas de Banda Larga

BALANIS, Constantine A. Grupo Gen PDF Criptografado

Capítulo

10

ONDAS VIAJANTES E

ANTENAS DE BANDA LARGA

10.1 INTRODUÇÃO

Nos capítulos anteriores apresentamos os detalhes de métodos clássicos usados para analisar as características de algumas das mais simples e comuns formas de antenas (isto é, fios retos e circulares infinitamente finos, dipolos de banda larga e conjuntos). Na prática, há uma miríade de configurações de antenas, e seria quase impossível considerá-las todas neste livro. Além disto, muitas destas antenas têm geometrias bizarras e seria impraticável, se não impossível, analisar cada uma delas detalhadamente. Entretanto, o desempenho geral de algumas delas será apresentado em detalhes neste capítulo, com um mínimo de formulações analíticas. Atualmente, existem formulações analíticas detalhadas para a maioria dessas configurações, mas sua apresentação exigiria tanto espaço que sua inclusão neste livro seria inexeqüível.

10.2 ANTENAS DE ONDAS

VIAJANTES

No Capítulo 4, antenas filamentares alimentadas pelo centro foram discutidas, para as quais a distribuição de corrente foi considerada

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Medium 9788582715338

Capítulo 2 - Água

David L. Nelson; Michael M. Cox Grupo A PDF Criptografado

2

Água

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

Interações fracas em sistemas aquosos  47

Ionização da água e de ácidos e bases fracos  58

Tamponamento contra mudanças no pH em sistemas biológicos 63

A água como reagente  69

O ajuste do meio aquoso em organismos vivos  69

A

água é a substância mais abundante nos sistemas vivos, constituindo mais de 70% do peso da maioria dos seres vivos. O primeiro organismo vivo na Terra, sem dúvida, apareceu em um ambiente aquoso, e o curso da evolução foi moldado pelas propriedades do meio aquoso no qual a vida começou.

Este capítulo inicia com descrições das propriedades físicas e químicas da água, à qual, em todos os aspectos, a estrutura e a função da célula estão adaptadas. As forças de atração entre as moléculas da água e a pequena tendência da água em ionizar são de crucial importância para a estrutura e a função das biomoléculas. Será revisado o tópico da ionização em termos das constantes de equilíbrio, pH e curvas de titulação e discutido como as soluções aquosas de

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Medium 9788580555769

Capítulo 7 - Circuito de polarização do transistor

Albert P. Malvino; David J. Bates Grupo A PDF Criptografado

7

Circuito de polarização do transistor

Um protótipo é um circuito básico projetado que pode ser modificado para a obtenção de circuitos mais avançados. A polarização da base é um protótipo usado no projeto de circuitos de chaveamento. A polarização do emissor é um protótipo usado no projeto de circuitos amplificadores. Neste capítulo vamos enfatizar a polarização do emissor e os circuitos práticos que podem ser derivados dele.

Objetivos de aprendizagem

Após o estudo deste capítulo, você deverá ser capaz de:

Sumário

7-1

7-2

7-3

7-4

7-5

7-6

7-7

7-8

7-9

7-10

7-11

Polarização do emissor

Circuitos de alimentação para o LED

Analisando falhas em circuitos de polarização do emissor

Mais sobre dispositivos optoeletrônicos

Polarização por divisor de tensão

Análise precisa para o PDT

A reta de carga e o ponto Q para o PDT

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Medium 9788580555769

Capítulo 2 - Semicondutores

Albert P. Malvino; David J. Bates Grupo A PDF Criptografado

2

Semicondutores

Para entender como os diodos, transistores e circuitos integrados funcionam, você precisa primeiro estudar os semicondutores: materiais que não são nem condutores nem isolantes. Semicondutores contêm alguns elétrons livres, mas o que os torna diferentes é principalmente a presença de lacunas. Neste capítulo, você vai aprender sobre semicondutores, lacunas e outros assuntos relacionados.

Objetivos de aprendizagem

Após o estudo deste capítulo, você deverá ser capaz de:

Sumário

2-1

2-2

2-3

2-4

2-5

2-6

2-7

2-8

2-9

2-10

2-11

2-12

2-13

2-14

Condutores

Semicondutores

Cristais de silício

Semicondutores intrínsecos

Dois tipos de fluxos

Dopagem de um semicondutor

Dois tipos de semicondutores extrínsecos

Diodo não polarizado

Polarização direta

Polarização reversa

Ruptura

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Capítulo 13 - Tiristores

Albert P. Malvino; David J. Bates Grupo A PDF Criptografado

13

Tiristores

A palavra tiristor vem do grego e significa “porta”, usada no mesmo sentido de abrir-se uma porta e deixar alguém passar por ela. Um tiristor é um dispositivo semicondutor que usa uma realimentação interna para produzir uma ação de chaveamento. Os tiristores mais importantes são os retificadores controlados de silício (SCR) e o triac. Assim como os FETs de potência, o SCR e o triac podem chavear correntes de altos valores. Por isso, podem ser usados para proteção de sobretensão, controles de motor, aquecedores, sistemas de iluminação e outras cargas de correntes altas. Os transistores bipolares de porta isolada (IGBTs) não estão incluídos na família dos tiristores, mas são estudados neste capítulo como dispositivos de chaveamento de potência.

Objetivos de aprendizagem

Após o estudo deste capítulo, você deverá ser capaz de:

Sumário

13-1

13-2

13-3

13-4

13-5

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Capítulo 6 - Transistores de junção bipolar

Albert P. Malvino; David J. Bates Grupo A PDF Criptografado

6

Transistores de junção bipolar

Em 1951, William Schockley inventou o primeiro transistor de junção, um dispositivo semicondutor que pode amplificar (aumentar) um sinal eletrônico como um sinal de rádio ou de televisão. O transistor deu origem a muitas outras invenções incluindo os circuitos integrados (CIs), pequenos dispositivos que contêm milhares de transistores. Graças ao CI, os modernos computadores e outros milagres eletrônicos tornaram-se possíveis.

Este capítulo é uma introdução ao transistor de junção bipolar (TJB), um tipo que usa elétrons livres e lacunas. A palavra bipolar é uma abreviação para

“duas polaridades”. Este capítulo também irá explorar como o TJB pode ser adequadamente aplicado para funcionar como chave.

Objetivos de aprendizagem

Após o estudo deste capítulo você deverá ser capaz de:

Sumário

6-1

6-2

6-3

6-4

6-5

6-6

6-7

6-8

6-9

6-10

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Capítulo 8 - Modelos CA

Albert P. Malvino; David J. Bates Grupo A PDF Criptografado

8

Modelos CA

Depois que um transistor foi polarizado com o ponto Q próximo do centro da reta de carga, podemos acoplar uma tensão CA de baixo valor na base. Isso produzirá uma tensão CA no coletor. A tensão CA no coletor tem a mesma forma de onda da tensão CA na base, porém maior. Em outras palavras, a tensão CA no coletor é uma versão amplificada da tensão CA na base.

Este capítulo mostra como calcular o ganho de tensão e os valores de tensões

CA do circuito. Isso é importante na análise de defeito porque podemos medir as tensões CA para ver se estão razoavelmente corretas conforme os valores teóricos. Este capítulo estuda também a impedância de entrada, amplificadores com estágios em cascata e a realimentação negativa.

Objetivos de aprendizagem

Após os estudos deste capítulo você deverá ser capaz de:

Sumário

8-1

8-2

8-3

8-4

8-5

8-6

8-7

8-8

8-9

8-10

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Medium 9788580555769

Capítulo 1 - Introdução

Albert P. Malvino; David J. Bates Grupo A PDF Criptografado

1

Introdução

Os tópicos deste capítulo incluem fórmulas de fontes de tensão, fontes de corrente, dois teoremas de circuitos e análise de defeitos. Será feita uma revisão e apresentaremos novas ideias que facilitarão sua compreensão dos dispositivos semicondutores e para servir de sustentação para o restante do livro.

Objetivos de aprendizagem

Após o estudo deste capítulo você deverá ser capaz de:

Sumário

1-1

1-2

1-3

1-4

1-5

1-6

1-7

Os três tipos de fórmula

Aproximações

Fontes de tensão

Fontes de corrente

Teorema de Thevenin

Teorema de Norton

Análise de defeito

Nomear os três tipos de fórmula e explicar por que são verdadeiras.

Explicar por que as aproximações são sempre usadas no lugar das fórmulas exatas.

Definir uma fonte de tensão ideal e uma fonte de corrente ideal.

Descrever como reconhecer uma fonte de tensão estável e uma fonte de corrente estável.

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Capítulo 4 - Circuitos com diodos

Albert P. Malvino; David J. Bates Grupo A PDF Criptografado

4

Circuitos com diodos

A maioria dos sistemas eletrônicos, como os aparelhos de televisão, DVD e

CD e computadores, precisa de uma fonte de alimentação CC para funcionar corretamente. Como a energia elétrica disponível é em tensão alternada, a primeira providência que devemos tomar é converter a tensão da rede elétrica

CA em uma tensão CC. A parte do sistema eletrônico que produz a tensão

CC é chamada de fonte de alimentação. Dentro da fonte de alimentação estão os circuitos que fazem a corrente circular em apenas um sentido, eles são chamados de retificadores. Este capítulo trata de circuitos, retificadores, filtros, ceifadores, grampeadores, limitadores e multiplicadores de tensão.

Entrada CA

CC

Transformador

Retificador

Filtro

Regulador

RL

Objetivos de aprendizagem

Após o estudo deste capítulo, você deverá ser capaz de:

Sumário

4-1

4-2

4-3

4-4

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Capítulo 3 - Teoria dos diodos

Albert P. Malvino; David J. Bates Grupo A PDF Criptografado

3

Teoria dos diodos

Este capítulo prossegue nosso estudo sobre diodos. Após a discussão sobre a curva do diodo, vamos ver suas aproximações. Precisamos das aproximações porque a análise exata em muitas situações é tediosa e leva muito tempo.

Por exemplo, uma aproximação ideal é geralmente adequada para a análise de defeito e a segunda aproximação nos dá soluções rápidas e fáceis na maioria dos casos. Além disso, podemos usar a terceira aproximação para uma melhor precisão ou soluções por computador para quase todas as respostas exatas.

Objetivos de aprendizagem

Após o estudo deste capítulo, você deverá ser capaz de:

Sumário

3-1

3-2

3-3

3-4

3-5

3-6

3-7

3-8

3-9

3-10

3-11

Ideias básicas

Diodo ideal

Segunda aproximação

Terceira aproximação

Análise de defeito

Interpretação das folhas de dados

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Capítulo 5 - Diodos para aplicações especiais

Albert P. Malvino; David J. Bates Grupo A PDF Criptografado

5

Diodos para aplicações especiais

Diodos retificadores são os tipos mais comuns. Eles são usados nas fontes de alimentação para converter a tensão CA em CC. Mas retificação não é tudo o que um diodo pode fazer. Estudaremos agora os diodos usados em outras aplicações. O capítulo começa com o diodo Zener, que é otimizado para se fazer uso de suas propriedades de ruptura. Os diodos Zener são muito importantes porque são os principais componentes na regulação de tensão.

Este capítulo trata também dos diodos optoeletrônicos, incluindo diodos emissores de luz (LED), Schottky, varactores e outros.

Objetivos de aprendizagem

Após o estudo deste capítulo, você deverá ser capaz de:

Sumário

5-1

5-2

5-3

5-4

5-5

5-6

5-7

5-8

5-9

5-10

5-11

5-12

Diodo Zener

Regulador Zener com carga

Segunda aproximação do diodo Zener

Ponto de saída do regulador

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Capítulo 12 - MOSFETs

Albert P. Malvino; David J. Bates Grupo A PDF Criptografado

12

MOSFETs

O FET com óxido de semicondutor e metal, ou MOSFET, tem os terminais de fonte, porta e dreno. O MOSFET difere de um JFET, porém, no caso do

MOSFET, a porta é isolada do canal. Por isso, a corrente na porta é ainda menor que em um JFET.

Existem dois tipos de MOSFET, o de modo de depleção e o de modo de crescimento. O MOSFET modo de crescimento é mais usado nos circuitos discretos e integrados. Nos circuitos discretos, a principal aplicação é em chaveamentos de potência, que significa a condução e o corte de correntes mais altas. Nos circuitos integrados, a principal ligação é no chaveamento digital, o processo básico por trás dos modernos computadores. Embora seu uso tenha diminuído, os MOSFETs no modo de depleção ainda são muito encontrados no estágio inicial dos circuitos de comunicação como os amplificadores de RF.

Objetivos de aprendizagem

Após o estudo deste capítulo você deverá ser capaz de:

Sumário

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Capítulo 10 - Amplificadores de potência

Albert P. Malvino; David J. Bates Grupo A PDF Criptografado

10

Amplificadores de potência

Na maioria das aplicações de sistemas eletrônicos, o sinal de entrada é baixo.

Após vários estágios de ganho de tensão, o sinal torna-se maior e usa a reta de carga total. Neste último estágio de um sistema, as correntes no coletor são muito maiores porque as impedâncias da carga são menores.

Um amplificador estéreo para alto-falantes, por exemplo, pode ter uma impedância de 8 Ω ou menos.

Os transistores de pequeno sinal têm uma faixa de potência de menos de

1 W, enquanto os transistores de potência estão na faixa de mais de 1 W.

Os transistores de pequeno sinal são usados tipicamente no início dos sistemas, em que o sinal de potência é baixo, enquanto os transistores de potência são usados mais para o fim dos sistemas, pois os sinais de potência são altos.

Objetivos de aprendizagem

Após o estudo deste capítulo, você deverá ser capaz de:

Sumário

10-1

10-2

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