Tensão Saída Retificador Meia Onda: Filtrado vs Não Filtrado

A **tensão média (CC) de saída de um retificador meia onda é MAIOR com filtro capacitor do que sem ele.**

Comparação Quantitativa (Diodo Ideal, Entrada Senoidal V_p = Tensão Pico)

Condição	V_CC (Média)	Ripple (V_r(pp))	Forma Onda
Sem Filtro (Carga Resistiva)	V_CC = V_p / π ≈ 0,318 V_p	V_r(pp) = V_p (100%)	Pulsos meia seno, intervalos zero
Filtro Capacitor (C Grande, Carga R)	V_CC ≈ V_p – (V_r(pp) / 2)	V_r(pp) ≈ I_carga / (f × C)	Dente serra sobre pedestal CC

Por Que Filtro Aumenta Tensão Média

Sem Filtro: Tensão segue meia seno: v(θ) = V_p sen θ (0 a π), 0 (π a 2π). Média = (1/2π) ∫₀^π V_p sen θ dθ = V_p/π.
Com Capacitor: Capacitor carrega perto V_p no pico. Descarrega lentamente pela carga (exponencial) até próximo pico. Tensão *nunca* cai a zero (se C adequado). A **tensão mínima (vale) é V_p – V_r(pp)**. A média fica muito mais perto de V_p.

Exemplo Numérico

Transformador: 120V RMS → 16,97V Pico (V_p). Carga: 1 kΩ.

Sem Cap: V_CC = 16,97 / π = **5,4 V**. Ripple = 16,97 Vpp.
Com 1000 µF Cap: V_r(pp) ≈ I/fC = (12,7mA) / (60 × 1000µF) ≈ 0,21 V. V_CC ≈ 16,97 – 0,105 = **16,86 V**.
Com 10 µF Cap: V_r(pp) ≈ 21 V (excede V_p! Cap descarrega a zero). Age como sem cap. V_CC ≈ 5,4 V.

Nuances Críticas

Queda Diodo (V_f): Subtraia ~0,7V (Si) ou 0,3V (Schottky) de *todas* tensões pico acima.
Resistência Transformador / Regulação: V_p cai sob corrente pico carregamento (I_pico >> I_média). V_CC real menor.
Ângulo Condução: Diodo só conduz perto pico (pulsos curto, alta corrente). Alta corrente pico → Alta perda I²R transformador/fios → Fator Potência Pobre.
Resistor Descarga: Sempre adicione em paralelo com C (ex: 100k–1MΩ) para descarregar cap quando desligado. Segurança.

Comparação: Ponte Onda Completa (Mesmo Transformador 120V RMS → 16,97V Pico)

Retificador	V_CC (Sem Filtro)	Freq Ripple	Cap Filtro para Mesmo Ripple
Meia Onda	0,318 V_p (5,4V)	f (60 Hz)	1× (Baseline)
Ponte Onda Completa	0,637 V_p (10,8V)	2f (120 Hz)	½× (Metade capacitância)

Conclusão: O filtro capacitor **aumenta dramaticamente** a tensão CC média (de 0,318V_p para ≈V_p) enquanto reduz ripple. Este é seu propósito primário em fontes chaveadas. Meia onda raramente usada acima ~1W devido baixa utilização transformador e capacitores filtro enormes necessários.