Análise da Questão
Esta questão trata de Eletrônica de Potência, especificamente o uso de um SCR (Silicon Controlled Rectifier) ou tiristor em um circuito de controle de fase para regular a potência fornecida a uma carga (lâmpada).
Para encontrar o ângulo de disparo, precisamos analisar o oscilograma fornecido e relacionar o tempo visualizado com o período da onda senoidal.
1. Interpretação do Oscilograma
O enunciado afirma que a tela apresenta a forma de onda sobre o SCR. Isso é crucial para entender a leitura:
- Quando o SCR está bloqueado: Ele se comporta como uma chave aberta. A tensão sobre ele é igual à tensão da fonte. No gráfico, vemos a forma de onda senoidal completa (alta amplitude).
- Quando o SCR dispara: Ele entra em condução (como uma chave fechada ideal). A tensão sobre o SCR cai para um valor muito baixo (próximo de zero).
- O Corte: O ponto onde a onda senoidal cai bruscamente para o nível baixo indica o instante exato do disparo. O tempo decorrido desde o início do semiciclo (zero cruzamento) até esse corte corresponde ao ângulo de disparo (\alpha).
2. Cálculos Fundamentais
Primeiro, determinamos o tempo correspondente a um semiciclo da rede elétrica, pois o ângulo de disparo é medido dentro desse intervalo de $180^\circ$.
- Frequência (f): $60 \text{ Hz}$
- Período total (T): $1/f = 1/60 \approx 16,67 \text{ ms}$
- Tempo do semiciclo (T_{semi}): T/2 = 8,33 \text{ ms}
- Relação Temporal-Angular: $8,33 \text{ ms}$ correspondem a $180^\circ$.
3. Leitura da Escala do Osciloscópio
Agora, medimos o tempo de bloqueio no gráfico utilizando a escala fornecida:
- Escala de Tempo: $2 \text{ ms/divisão}$.
- Medição Visual: Observando a grade, o semiciclo positivo inicia na borda esquerda (zero cruzamento). O corte (disparo) ocorre exatamente na 3ª linha vertical da grade.
- Tempo de Disparo (t_\alpha):
t_\alpha = 3 \text{ divisões} \times 2 \text{ ms/divisão} = 6 \text{ ms}
4. Conversão para Graus
Com o tempo conhecido, aplicamos uma regra de três simples para converter para graus:
- $8,33 \text{ ms} \Rightarrow 180^\circ$
- $6 \text{ ms} \Rightarrow \alpha$
\alpha = \frac{6 \text{ ms}}{8,33 \text{ ms}} \times 180^\circ
\alpha \approx 0,72 \times 180^\circ
\alpha \approx 129,6^\circ
Arredondando para o valor mais próximo apresentado nas alternativas, temos $130^\circ$.
Análise das Alternativas
| Valor Calculado | Comparação com Opções | Observação |
|---|
| 129,6° | Muito próximo de 130° | Diferença de apenas 0,4° |
| 127° | Distante | Exigiria ~5,9 ms |
| 133° | Distante | Exigiria ~6,15 ms |
| 136° | Distante | Exigiria ~6,33 ms |
O valor calculado coincide perfeitamente com a primeira opção apresentada na lista.
Alternativa 130°