Corrente Eficaz de Onda Quadrada
Calcula o valor eficaz (RMS) da corrente de uma onda quadrada pulsante, I_rms = I_p × √D, a partir da corrente de pico I_p e do ciclo de trabalho D (fração do período em que a corrente flui). O resultado, em amperes, é a corrente eficaz que determina o aquecimento real (perdas I²R) de um componente que conduz em pulsos — como um transistor ou enrolamento em um conversor chaveado. Diferente do valor médio, o RMS é o que importa para dimensionar condutores, resistências e dissipação. Quanto menor o ciclo de trabalho, menor o RMS para a mesma corrente de pico. Informe a corrente de pico e o ciclo de trabalho.
Resultado
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Corrente eficaz (RMS) de onda quadrada
Em eletrônica de potência, muitos componentes não conduzem corrente contínua, mas em pulsos — um transistor que chaveia, o enrolamento de um transformador, um diodo retificador. Para saber o aquecimento real que essa corrente pulsante causa, não basta o valor médio: o que importa é o valor eficaz (RMS, root mean square), porque o calor dissipado por efeito Joule é proporcional ao quadrado da corrente (P = I²R), e o RMS é justamente a corrente CC equivalente que produziria o mesmo aquecimento. Para uma onda quadrada pulsante (a corrente vale I_p durante uma fração D do período e zero no resto), o valor eficaz é I_rms = I_p × √D, onde I_p é a corrente de pico e D o ciclo de trabalho. A raiz quadrada do ciclo de trabalho é a chave: uma corrente de pico de 10 A que flui só 25% do tempo (D = 0,25) tem RMS de 10 × √0,25 = 5 A — e aquece como uma corrente CC de 5 A, não de 10 A nem da média (2,5 A). Esse cálculo é essencial para dimensionar corretamente: a bitola dos condutores e trilhas (que aquecem pelo RMS), a corrente nominal dos transistores e diodos, as perdas no cobre de transformadores e indutores, e os capacitores (que têm um limite de corrente de ripple RMS que não pode ser excedido sob pena de superaquecimento). Subestimar o RMS — usando o valor médio por engano — leva a componentes subdimensionados que falham por calor. Informe a corrente de pico e o ciclo de trabalho.
Ferramentas Relacionadas
Conversor Boost (Elevador)
Calcula a tensão de saída de um conversor CC-CC boost (elevador) em condução contínua, V_out = V_in ÷ (1 − D), a partir da tensão de entrada V_in e do ciclo de trabalho D (0 a 1). O resultado, em volts, é sempre maior que a entrada — o conversor boost eleva a tensão armazenando energia em um indutor e liberando-a em série com a fonte. Conforme D se aproxima de 1, a saída tende ao infinito (limitada pelas perdas reais). É usado em fontes que precisam elevar tensão (LEDs, baterias, correção de fator de potência) e em sistemas fotovoltaicos. Informe a tensão de entrada e o ciclo de trabalho.
Conversor Buck-Boost
Calcula a tensão de saída de um conversor CC-CC buck-boost em condução contínua, V_out = V_in × D ÷ (1 − D), a partir da tensão de entrada V_in e do ciclo de trabalho D (0 a 1). O resultado, em volts, pode ser menor (D < 0,5) ou maior (D > 0,5) que a entrada — o conversor buck-boost abaixa ou eleva a tensão conforme o ciclo de trabalho, com saída de polaridade invertida na topologia clássica. É usado quando a tensão de entrada pode variar acima e abaixo da saída desejada (baterias que descarregam, fontes universais). Informe a tensão de entrada e o ciclo de trabalho.
Conversor Buck (Abaixador)
Calcula a tensão de saída de um conversor CC-CC buck (abaixador) em condução contínua, V_out = D × V_in, a partir do ciclo de trabalho D (0 a 1) e da tensão de entrada V_in. O resultado, em volts, é sempre menor ou igual à entrada — o conversor buck reduz a tensão de forma eficiente (sem dissipar o excesso, ao contrário de um regulador linear), chaveando rapidamente e filtrando com indutor e capacitor. Variar o ciclo de trabalho ajusta a saída de 0 a V_in. É a topologia mais comum em fontes chaveadas e reguladores de ponto de carga. Informe o ciclo de trabalho e a tensão de entrada.
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