Um capacitor consegue armazenar cargas de até 1 nC para uma diferença de potencial entre suas placas de 1 mV, Calcule o módulo da capacitância desse dispositivo.
1) Determine a expressão de saída para o circuito da figura 1 e simplifique-a usando os teoremas de DeMorgan
Sinal = ~(A e B e ~C)
primeiro:
~(B e ~C) = ~B ou C
Substituindo pela equivalencia:
~(A e (B e ~C)) => ~(A e (~B ou C))
Agora na expressão
~(~B ou C) = B e ~C
Ficando ~(A e B e ~C) = ~A ou (B e ~C)
2) 2) Simplifique cada uma das seguintes expressões usando os teoremas de DeMorgan.
Sinal a = ~(~A e B e ~C)
Fica ~(~A e B) = A ou ~B; equivale A ou ~B ou ~(~C) =>
A ou ~B ou C
b) Sinal = ~(~A + ~B e C) =>
~(~A+ ~B) => A e B
Ficando (A e B ) ou ~C
c) Sinal = ~(A e B e ~(C e D ))
Fica: (C e D) = C ou D => (A e B e (C ou D)) => Ficando
A ou B ou C e D
d) ~(A + ~B )
A e B
e) ~(~(A e B))
Fica A e B
f) ~( ~A + ~C + ~D)
Ficando A e C e D
g) ~(A e ~(B + ~C) e D
Ficando A ou B ou C ou D
h) (M + ~N ) e (~M + N)
Ficando M xor N
i) ~(~((A e B ) e C)~ e D)
A∧B∧C∨ D
3) Converta o circuito da figura 3 para um circuito que use apenas portas NAND
Ficando representado
Sinal X=( ~A e ~B ~c) ou (A e ~B e ~C ) ou (~A e ~B e D)
Sinal X = B e ( C ou ( A e D))
4) Um avião a jato emprega um sistema de monitoração dos valores de rpm, pressão e temperatura dos seus motores usando sensores que operam conforme descrito a seguir: a. Saída do sensor RPM = 0 apenas quando a velocidade for < 4800rpm; b. Saída do sensor P=0 apenas quando a pressão for < 1,33N/m2 c. Saída do sensor T=0 apenas quando a temperatura for < 93,3°C A figura 4 mostra o circuito lógico que controla a lâmpada de advertência dentro da cabine para certas condições da máquina. Admita que um nível ALTO na saída W ative a luz de advertência. i. Determine quais condições do motor indicam um sinal de advertência ao piloto. ii. Troque esse circuito por outro que contenha apenas portas NAND
Este artigo esta sendo escrito, e algumas informações podem estar erradas.
No artigo anterior, vimos as características do MOSFET, onde iniciamos o estudo do projeto, analisando a questão do dimensionamento com relação a Potencia fornecida.
Nessa entendemos que para uma potencia de 10V a 75A, temos uma resistência de 3.2mOhms. o que iremos calcular é a corrente e projetar a potencia baseada nessa resistência.
Onde a Vds = 12V;
Para calcular a potência de aquecimento real, precisamos primeiro encontrar a corrente de dreno (ID) e as perdas de condução no MOSFET. Vamos usar a equação de potência:
P = V x I
Onde P é a potência total (120 W), V é a tensão (12 V) e I é a corrente de dreno (ID). Rearranjando a equação para encontrar ID:
ID = P / V = 120 W / 12 V = 10 A
Agora que conhecemos a corrente de dreno (ID), podemos calcular as perdas de condução usando a fórmula:
P_condução = ID^2 x RDS(on)
Utilizando o valor de RDS(on) de 3.2 mΩ:
P_condução = (10 A)^2 x 3.2 mΩ = 100 A² x 0.0032 Ω ≈ 0.32 W
Lembrando que a Potencia de condução é a potencia transformada em calor, durante o processo da passagem de corrente.
Porem existe uma outra perda que é gerada pela comutação, porem como usamos esse equipamento sem comutação ou com comutação extremamente baixa. O valor da perda passa ser desprezível.
Desta forma consideraremos o PD como Condução.
PD = 0.32 W
Temperatura máxima presumida
Agora iremos aplicar as contas tentando achar a temperatura final durante a carga.
Tj = Ta + (Pd x Rth_total)
Onde:
Tj é a temperatura da junção do MOSFET em graus Celsius (°C) (queremos saber)
Ta é a temperatura ambiente em graus Celsius (°C) (40°C)
Pd é a potência dissipada pelo MOSFET em watts (W) (0.32 W)
Rth_total é a resistência térmica total em graus Celsius por watt (°C/W), que inclui tanto a resistência térmica do dissipador de calor (Rth_dissipador) quanto a resistência térmica da junção para o dissipador (Rth_jc) e outros elementos térmicos, como a resistência térmica de interface (Rth_interface) entre o MOSFET e o dissipador, se aplicável.
Recapitulando os valores do Rth_total calculados no seu texto:
Lembrando que a Rth_interface é zero, pois não usamos pasta térmica.
Agora, usando a fórmula da temperatura da junção:
Tj = Ta + (Pd x Rθja ) Tj = 40 + (0.32 x 1,846) -> 40 + 0,59072 -> 40,59072 °C
A temperatura final da junção do MOSFET é de aproximadamente 40,6°C. Isso é bem menor do que os resultados anteriores e está dentro dos limites seguros de operação do MOSFET.
Importânte
Como mencionado anteriormente, Rθjc (Resistência Térmica da Junção ao Case) é de 0,68°C/W. No texto original, você forneceu o valor de Rth_total como a soma de Rth_jc, Rth_interface e Rth_dissipador. Nesse caso, Rth_jc deve ser substituído por Rθjc: Rth_total = Rθjc + Rth_interface + Rth_dissipador Em seguida, você pode usar o valor de Rth_total para calcular a temperatura da junção do MOSFET (Tj) usando a fórmula: Tj = Ta + (Pd x Rth_total) O valor de Rθja (Resistência Térmica da Junção ao Ambiente) de 62°C/W é útil quando você deseja calcular a temperatura da junção do MOSFET sem a ajuda de sistemas de refrigeração adicionais, como dissipadores de calor. Nesse caso, a fórmula seria: Tj = Ta + (Pd x Rθja)
Tj = Ta + (Pd x Rθja ) Tj = 40 + (0.32 x 1,846) -> 40 + 115,375 -> 155,37 °C
O Calculo de transferência de calor, é uma disciplina de termodinâmica.
Estou fugindo da minha área de ação, porem é de minha opnião que pelo menos uma base, para operar e saber esses calculos é fundamental para o perfeito planejamento de placas de circuito eletrônicos.
Conclusão:
Próximo passo:
Experimentação
Iremos simular o modelo, tentando chegar no padrão de temperatura calculado.
Houve dúvidas quanto ao modelo estar ou não correto, pois inicialmente utilizamos a potencia total (120W), posteriormente, identificamos que a potencia que era convertida em energia térmica era uma fração (ohms) da potencia total.
Porem algumas duvidas ainda persistem, e a experimentação provará a exatidão do calculo.
Id (Continuous Drain Current) Temperatura 25C 210A, Tc 100 130A
PD (Power Dissipation) 220W (25C) / 110W (100C)
Inicio da analise
Baseado nessa especificação podemos presumir que a 100C a potencia máxima aplicada seria de 110W.
Sendo assim, supondo trabalharmos com tensão de 5V.
Podemos supor que a corrente fornecida será:
P = V. I
ou seja a 5V:
110W = 5 i -> i = 110 /5 -> 22A de corrente máxima entre a fonte e o dreno.
Ou a 12V:
110w = 12* i -> i = 110 /12 -> 9,11A (máximo)
Este produto é destinado a construção de impressora 3D, mantendo e controlando a corrente da cama aquecida. Observando e pesquisando um exemplo de cama aquecida. Podemos buscar pela seguinte referencia.
Desta forma podemos verificar que a potência requerida esta no limite da fornecida, presumindo que o produto irá funcionar como esperado, porem esta no limite do esforço.
Sendo recomendado uma ventilação auxiliar para o CI, pois este fornece potência maiores quando frio, e um sistema de ventilação iria auxiliar na dissipação térmica ainda mais em países tropicais cuja temperatura máxima pode chegar a 40 graus.
