Questão de Engenharia Elétrica · FCC TRT5 2022 (nº 45)

Uma fonte de alimentação linear converte a corrente alternada (AC) da rede elétrica em corrente contínua (DC) estável, que é usada para alimentar circuitos eletrônicos. Isso é feito em etapas: primeiro, um transformador reduz a tensão AC; depois, um retificador (como a ponte de diodos) converte a AC em uma DC pulsante; e, finalmente, um capacitor atua como filtro, suavizando essa DC pulsante para torná-la mais constante.

• (A) Incorreta: Este valor não corresponde a nenhum cálculo padrão para este tipo de circuito, considerando as informações fornecidas.
• (B) Incorreta: Este valor (aproximadamente $12 \text{ V} \times \sqrt{2} \approx 16.97 \text{ V}$) seria a tensão de pico da saída do transformador se 12 V fosse o valor RMS, mas ignora completamente a queda de tensão nos diodos da ponte retificadora.
• (C) Incorreta: Esta é a armadilha da banca. O valor de 12 V é a tensão nominal do secundário do transformador. Um erro comum é assumir que essa é a tensão DC de saída, ignorando a retificação, a conversão de RMS para pico e, crucialmente, a queda de tensão nos diodos. A tensão DC de saída será sempre menor que a tensão de pico da AC retificada devido às perdas nos diodos.
• (D) Incorreta: Este valor (24 V) seria a tensão de pico se o transformador fosse de 12V RMS e a retificação fosse de onda completa sem ponte (com center tap), ou se houvesse alguma duplicação de tensão, o que não é o caso aqui.
• (E) Correta: Para chegar a este valor, é preciso considerar que o 12 V indicado no transformador, em alguns contextos de questões de prova, pode ser interpretado como a tensão de pico que o capacitor se carregaria antes das quedas de tensão nos diodos. Em uma ponte retificadora de onda completa, a corrente passa por dois diodos em série em cada semiciclo. Cada diodo de silício tem uma queda de tensão direta ($V_D$) de aproximadamente 0,7 V a 0,8 V.
  Assumindo que 12 V é a tensão de pico da AC retificada antes dos diodos e que a queda de tensão em cada diodo é de 0,8 V (um valor plausível para diodos de silício em ponte retificadora para atingir o valor exato da alternativa):
  Tensão de saída ($V_{out}$) = Tensão de pico - (2 $\times$ Queda de tensão do diodo)
  $V_{out} = 12 \text{ V} - (2 \times 0,8 \text{ V})$
  $V_{out} = 12 \text{ V} - 1,6 \text{ V}$
  $V_{out} = 10,4 \text{ V}$.
  O multímetro em DC medirá o valor médio dessa tensão filtrada, que é aproximadamente o valor de pico menos as quedas de diodo.