Projecto · Fonte de alimentação DC dual (±12V)
Contexto
Cada grupo (2–3 alunos) projecta, monta e testa uma fonte de alimentação DC dual ±12 V — típica em circuitos de áudio e amplificadores operacionais. A fonte inclui os quatro blocos fundamentais: transformador, rectificação, filtragem e regulação. O projecto integra todos os conteúdos da UC01995.
Produto final: fonte dual ±12 V funcional, montada em breadboard ou PCB, com relatório de medições e parâmetros validados.
Especificações a cumprir
| Parâmetro | Valor alvo |
|---|---|
| Tensões de saída | +12 V ± 5% e –12 V ± 5% |
| Corrente máxima por canal | 500 mA |
| Ripple máximo (sem carga) | < 200 mV |
| Ripple máximo (500 mA) | < 500 mV |
| Regulação de linha | Variação < 5% para ±10% da tensão de entrada |
| Protecção | Fusível no primário; díodo de protecção na saída |
Fases
Fase 1 · 2h
Design e lista de materiais
- Calcular o transformador necessário (tensão e corrente do secundário)
- Dimensionar os díodos (PIV, If)
- Calcular os condensadores de filtro (para ripple < 500 mV a 500 mA)
- Seleccionar reguladores (7812/7912 ou Zener)
- Elaborar esquema e BOM (Bill of Materials)
Esquema do circuito + BOM completa + folha de cálculos justificada.
Fase 2 · 2h
Montagem
- Montar a fonte em breadboard ou placa universal (stripboard)
- Respeitar a ordem: primeiro montar a ponte de Graetz, depois o filtro, depois a regulação
- Verificar polaridades de todos os condensadores electrolíticos antes de ligar
- Instalar fusível no circuito de teste (250 mA no primário ou 1 A no secundário antes da ponte)
Montagem física funcional (fotografia ou placa para avaliação).
Fase 3 · 3h
Teste e medição
Realizar todas as medições na tabela de resultados (ver abaixo), com e sem carga.
Equipamentos necessários: - Multímetro DC (medição de tensões DC) - Osciloscópio (medição de ripple) - Fonte de corrente / resistências de carga (10 W, para simular 500 mA) - Alicates de bico e chave de fendas
Tabela de medições completa com todos os valores anotados.
Fase 4 · 2h
Análise e relatório
- Comparar valores medidos com valores calculados e especificados
- Identificar e explicar desvios (se existirem)
- Propor melhorias (ex: regulação activa com 7812/7912, protecção de curto-circuito)
- Apresentação de 5 min ao professor
Relatório final (máx. 4 páginas A4) + apresentação.
Fase 5 · 1h
Demonstração e avaliação
- Apresentar a fonte funcional ao professor
- Responder a perguntas sobre o dimensionamento
- Demonstrar a medição de ripple com osciloscópio
Demonstração ao vivo + resposta oral a 3 perguntas do professor.
Tabela de medições obrigatórias
| # | Ponto de medição | Condição | Instrumento | Valor medido |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Secundário do trafo (AC) | Sem carga | Multímetro ACV | ___ V RMS |
| 2 | Saída ponte +12 (DC) | Sem carga | Multímetro DCV | ___ V |
| 3 | Saída ponte –12 (DC) | Sem carga | Multímetro DCV | ___ V |
| 4 | Ripple saída +12 | Sem carga | Osciloscópio (AC) | ___ mV |
| 5 | Ripple saída –12 | Sem carga | Osciloscópio (AC) | ___ mV |
| 6 | Saída regulada +12 | Sem carga | Multímetro DCV | ___ V |
| 7 | Saída regulada –12 | Sem carga | Multímetro DCV | ___ V |
| 8 | Saída regulada +12 | 500 mA | Multímetro DCV | ___ V |
| 9 | Saída regulada –12 | 500 mA | Multímetro DCV | ___ V |
| 10 | Ripple saída +12 | 500 mA | Osciloscópio (AC) | ___ mV |
| 11 | Ripple saída –12 | 500 mA | Osciloscópio (AC) | ___ mV |
| 12 | Temperatura do regulador | 500 mA / 5 min | Termómetro IR | ___ °C |
Critérios de avaliação
| Item | Peso | Descritores |
|---|---|---|
| Design e BOM (Fase 1) | 25% | Cálculos correctos, todos os componentes especificados, esquema legível |
| Montagem (Fase 2) | 20% | Organização, polaridades correctas, segurança, ausência de curto-circuitos |
| Medições (Fase 3) | 25% | Tabela completa, valores dentro das especificações, uso correcto dos instrumentos |
| Relatório (Fase 4) | 20% | Comparação teórico/real, análise de desvios, proposta de melhorias, clareza |
| Demonstração (Fase 5) | 10% | Resposta oral correcta, fonte funcional demonstrada ao vivo |