livro amostra grÁtis para avaliaÇÃo...fundação cecierj e acabei sendo responsável por tudo...
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O que todas as pessoas precisam saber sobre Eletricidade
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Porque escrevi este livro
Dois motivos diferentes me serviram de inspiraccedilatildeo para escrever este livro
Durante os uacuteltimos oito anos eu trabalhei como Teacutecnico em Eletrocircnica na Fundaccedilatildeo CECIERJ e acabei sendo responsaacutevel por tudo (literalmente) que fosse ligado numa tomada ou usasse pilhas ou baterias
Muitas vezes as coisas que chegavam as minhas matildeos para ldquoconsertarrdquo apresentavam um problema conhecido pelos teacutecnicos com ldquoBIOSrdquo (Bicho Ignorante Operando o Sistema)
Brincadeirinhas agrave parte nestes oito anos pude observar como as pessoas estatildeo despreparadas para ldquoviver no mundo atualrdquo em que todos noacutes somos extremamente dependentes da eletricidade da eletrocircnica e das TICs (Tecnologia da Informaccedilatildeo e Comunicaccedilatildeo)
Apesar da minha formaccedilatildeo em niacutevel superior ser em docecircncia da Matemaacutetica em 2010 apoacutes passar no concurso para professor (de matemaacutetica) fui lecionar Fiacutesica para alunos jovens e adultos no Ensino Puacuteblico do Estado do Rio de Janeiro Quando eu falava isto as pessoas se benziam e faziam o sinal da cruz - professor de Fiacutesica argh
Nesta atividade pude perceber como os curriacuteculos estatildeo anacrocircnicos e porque a educaccedilatildeo no Brasil em particular a puacuteblica estaacute tatildeo ruim
No capiacutetulo referente a Eletricidade eu procurei passar informaccedilotildees que fossem realmente uacuteteis para vida de todo mundo e em particular para aqueles alunos preocupando-me menos com as ldquofoacutermulasrdquo do que com os conceitos e suas aplicaccedilotildees no dia a dia
E assim me pareceu que talvez fosse hora de escrever algo sobre Eletricidade de modo que realmente possa preparar as pessoas para a vida diferente dos livros de Fiacutesica que causam arrepios em muita gente
Natildeo quero dizer com isto que os livros de Fiacutesica natildeo sejam importantes afi nal foi atraveacutes deles que aprendi boa parte do que sei hoje mas defendo a ideia de que primeiro a gente precisa almoccedilar e jantar para depois se preocupar em saber como funciona o aparelho digestoacuterio (para os mais antigos digestivo)
Finalmente o livro fi cou pronto
Espero que lhe seja uacutetil seja laacute qual for o seu ramo de atividade porque sem Eletricidade natildeo se vive mais Se gostar convenccedila seus amigos a lerem
Aguardo seus comentaacuterios em paulobritespaulobritescombr
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Natildeo pratique pirataria
Se vocecirc adquiriu uma coacutepia natildeo autorizada deste livro vocecirc estaacute praticando pirataria de acordo com a Lei de Direitos Autorais nordm 9610 de 19 d fevereiro de 1998
Distribuir coacutepias em papel ou em meios digitais deste livro sem autorizaccedilatildeo por escrito do autor aleacutem de ser contra a lei (o que pode lhe ensejar um processo judicial) prejudicaraacute todo o trabalho que o autor devotou para elaborar o material portanto peccedilo-lhe que mais por uma questatildeo de consciecircncia do que legal natildeo o faccedila
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L E I AAVISO IMPORTANTE
Lidar com Eletricidade pode ser perigosoDirigir um carro mais ainda
A vantagem em Eletricidade eacute que vocecirc mesmo pode se prevenir de acidentes se for cuidadoso no
tracircnsito nem sempre
Este livro natildeo tem a pretensatildeo de formar profi ssionais da Eletricidade mas quem sabe
desperta o ldquogigante adormecidordquo em muita gente
A intenccedilatildeo do livro eacute dar uma luz (literalmente) a qualquer ldquoser humanordquo para viver na nossa
Selva Eleacutetrica
Se vocecirc eacute do tipo nerd-curioso e pretende fazer alguns reparos domeacutesticos a recomendaccedilatildeo
nuacutemero 1 eacute SEJA CUIDADOSO
DESLIGUE SEMPRE O DISJUNTOR ANTES DE COMECcedilAR A TRABALHAR PORQUE
ldquoO COISA RUIMrdquo ANDA SEMPRE A ESPREITA DOS DISTRAIacuteDOS E PRINCIPALMENTE DOS
ldquoMACHOtildeESrdquo QUE NAtildeO TEcircM MEDO DE CHOQUE (soacute de baratas)
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CAPIacuteTULO 1
Onde vocecirc entenderaacute de forma simples o que signifi cam os termos tensatildeo corrente potecircncia volt ampegravere watt e coisas do gecircnero usados no dia a dia e todos noacutes
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O QUE Eacute OBRIGATOacuteRIO SABERNo mundo altamente tecnoloacutegico
em que vivemos cercado de equipamentos eletroeletrocircnicos por todos os lados eacute indispensaacutevel conhecer conceitos baacutesicos de Eletricidade
Natildeo pretendo com este livro que vocecirc se torne um profi ssional do ramo mas que saiba por exemplo entender as caracteriacutesticas eleacutetricas de um equipamento e resolver pequenos problemas domeacutesticos e natildeo ter que fi car a mercecirc por vezes de pseudos profi ssionais que se dizem ldquoeletricistasrdquo mas natildeo sabem o que estatildeo fazendo ou melhor (natildeo seria pior) fazem as coisas pelo ldquomeacutetodo de chutaacutegorasrdquo e seja o que Deus quiser (e se ele natildeo quiser o azar eacute seu)
Vou comeccedilar com dois conceitos fundamentais que vocecirc ouve e ateacute usa muitas vezes satildeo eles
tensatildeo ou ldquovoltagemrdquo e corrente
Que tal uma perguntinha para aquecer seus neurocircnios
Na ldquotomada da parederdquo tem dois buraquinhos (agraves vezes trecircs) certo
E o que tem nestes ldquoburaquinhosrdquo
Tensatildeo ou corrente
Aiacute depende enquanto natildeo tiver nada ligado na tomada soacute tem tensatildeo que tambeacutem costuma ser chamada de voltagem quando vocecirc ligar alguma coisa na tomada aiacute sim aleacutem da tensatildeo passa a existir corrente mais precisamente corrente eleacutetrica
O que estou afi rmando eacute que tensatildeo e corrente satildeo ldquocoisasrdquo diferentes (os fiacutesicos chamam de grandezas) embora muita gente ateacute ldquoeletricistasrdquo ache que eacute a mesma coisa
A maneira mais simples para se entender o signifi cado destas duas grandezas eacute atraveacutes de uma analogia hidraacuteulica
A eletricidade eacute ldquofeitardquo por eleacutetrons que satildeo partiacuteculas dos aacutetomos invisiacuteveis aos nossos olhos entatildeo vamos ldquosubstituirrdquo os eleacutetrons por aacutegua para fi car mais faacutecil de entender
Na fi g 1 temos uma caixa drsquoaacutegua um cano e uma torneira
Fig 1 - Um modelo hidraacuteulico para entender o que eacute tensatildeo e corrente
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Agora vocecirc entenderaacute o que signifi cam termos como positivo e negativo ldquocorrenterdquo contiacutenua ldquocorrenterdquo alternada e aprenderaacute o que eacute preciso saber para comprar certos equipamentos eletrocircnicos
CAPIacuteTULO 2
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DOIS ldquoTIPOSrdquo DE TENSAtildeO DIFERENTES
No capiacutetulo anterior tratei de assuntos essenciais sobre Eletricidade e de algumas nomenclaturas que todos os ldquoseres humanosrdquo que vivem numa civilizaccedilatildeo como a nossa precisam conhecer
Procurei fi car no meio do caminho entre o teoacuterico e o praacutetico sem abusar do primeiro nem esquecer do segundo
Espero que tenha gostado Se chegou ateacute aqui entatildeo parece que SIM
Permita-me avanccedilar um pouco mais e tratar de coisas importantes sobre Eletricidade que vocecirc talvez ateacute tenha estudado na escola e a menos que tenha feito um curso teacutecnico ou engenharia eletroeletrocircnica nunca soube para que estudou aquilo Assim como tambeacutem natildeo sabe para que estudou PA PG logaritmos matrizes empuxo quantidade de movimento vetores e por aiacute vai
Como sempre gosto de fazer vou comeccedilar com uma pergunta
Vocecirc acha que a tensatildeo da ldquotomada da parederdquo eacute igual a de uma pilha ou da bateria do carro
Eacute possiacutevel que vocecirc ateacute tenha respondido ldquoclaro que NAtildeO satildeo iguaisrdquo e se respondeu dessa forma eu quero saber o porquecirc
Vocecirc talvez saiba que a tensatildeo da bateria do carro eacute de 12 volts e a da tomada eacute 127 ou 220V logo vocecirc ldquosabiamenterdquo concluiu que satildeo diferentes
Parabeacutens Vocecirc ouviu o galo cantar soacute natildeo sabe aonde
Mas natildeo eacute desta ldquodiferenccedilardquo de valores que eu estou falando e sim do ldquotipordquo de tensatildeo que cada uma fornece (a bateria e a tomada)
ldquoTipordquo de tensatildeo Como assim natildeo eacute tudo tensatildeo (ou corrente) no fi nal das contas
Natildeo A questatildeo estaacute na forma como cada uma eacute gerada mas este eacute um assunto um pouco ldquoindigestordquo e a rigor exigiria uma boa dose de teoria para ser explicado e da qual eu prometo fugir Entatildeo natildeo tem jeito vou ter que dar alguns chutes em prol da simplifi caccedilatildeo Tomara que eu consiga
O primeiro ponto eacute que a tensatildeo da ldquotomada da parederdquo que vocecirc recebe da concessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute gerada de forma
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CAPIacuteTULO 3
Aqui vocecirc entenderaacute o que signifi ca fase neutro fi o terra e como natildeo tomar choque ao mexer numa instalaccedilatildeo eleacutetrica
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QUAL A DIFERENCcedilA ENTRE TERRA E NEUTROEste eacute um assunto bastante
importante e sobre o qual existe muita desinformaccedilatildeo
Grosso modo pode-se dizer que o que se entende por ldquoterrardquo em eletricidade eacute o planeta Terra mesmo ou seja solo cujo termo em inglecircs eacute ground
Fig 5 - Aterramento eleacutetrico
A forma mais simples de aterramento eleacutetrico eacute a que vemos na fi g 5 e consiste de uma barra de cobre enterrada no solo na entrada da edifi caccedilatildeo a qual eacute ligado um fi o que seguiraacute para o quadro de entrada onde estaacute o ldquoreloacutegiordquo e dali para dentro da residecircncia
Ele eacute de responsabilidade do consumidor e natildeo da concessionaacuteria e passou a ser obrigatoacuterio pela Lei Federal 11337 e que entrou em vigor em dezembro de 2007
Natildeo me aprofundarei mais sobre as teacutecnicas e regras para se fazer o aterramento pois natildeo eacute objetivo deste livro
O que interessa tratar aqui eacute qual a funccedilatildeo do aterramento ou ldquofi o terrardquo e entender porque ele eacute diferente do neutro
Jaacute falei um pouco sobre o neutro e agora podemos dar duas defi niccedilotildees para esclarecer a diferenccedila entre neutro e terra
NEUTRO Fio fornecido pela concessionaacuteria de energia eleacutetrica junto com a(s) fase(s) para o retorno da corrente eleacutetrica no circuito
TERRA Haste metaacutelica ligada agrave Terra na entrada de alimentaccedilatildeo No fi o terra natildeo deve haver corrente circulando
Da defi niccedilatildeo de Terra uma pergunta deve logo ser feita - se pelo Terra natildeo circula corrente para que ele serve entatildeo
Em poucas palavras a funccedilatildeo do aterramento eacute garantir a proteccedilatildeo das pessoas e equipamentos por isso tecnicamente o Terra e designado pela sigla PE que signifi ca Proteccedilatildeo Eleacutetrica
Mas como o tal aterramento funciona como proteccedilatildeo para as pessoas
Para responder a esta pergunta precisamos entender o que eacute o choque eleacutetrico Entatildeo vamos laacute
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CAPIacuteTULO 4
Vamos entender a ldquoconta de luzrdquo e acabar com o mito (ou besteira) de que 220V gasta menos ldquoluzrdquo
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220 VOLT ldquoGASTA MENOS LUZrdquo A BESTEIRA
Em primeiro lugar rogo-lhe encarecidamente que daqui para frente vocecirc natildeo diga mais ldquocoisasrdquo como estas - gasta mais ou menos luz - porque o que se ldquogastardquo ou melhor consome eacute energia eleacutetrica
Depois da bronca vamos ao mito de que a conta fi ca menor se usarmos 220 em vez de 127V (tem Zeacute Faiacutesca por aiacute que acredita nisto)
Para provar o que eu estou dizendo convido-o a relembrar o capiacutetulo 1 quando eu falei das etiquetas dos aparelhos
Um paracircmetro importante que aparece (ou deveria aparecer) sempre aleacutem da tensatildeo de trabalho (127 ou 220V) eacute a potecircncia em watts
Naquele momento eu mostrei tambeacutem que eacute importante saber a potecircncia pois atraveacutes dela podemos descobrir a corrente que vai passar no fi o e por consequecircncia a ldquogrossurardquo correta para o mesmo
Relembrados estes fatos voltemos agrave conta de ldquoenergia eleacutetricardquo
Vimos que a concessionaacuteria cobra pelo consumo de energia que eacute o resultado da multiplicaccedilatildeo da soma de potecircncias dos nossos
aparelhos pelo tempo que fi cam ligados daiacute o kWh (quilowatt hora) que eacute a energia eleacutetrica consumida
Perguntinha - onde apareceu o valor da tensatildeo neste caacutelculo
Resposta - natildeo apareceu logo o consumo natildeo depende da tensatildeo e sim da potecircncia
Um chuveiro de 5500W de potecircncia vai continuar consumindo 5500W esteja ele ligado em 127 ou 220V
Entatildeo qual a vantagem em usar 220V em vez de 127V
Para responder a esta pergunta voltemos a continha do capiacutetulo 1 lembre-se que para calcular a corrente nos fi os basta dividir a potecircncia pela tensatildeo aplicada
Vamos usar o chuveiro de 5500W para fazer as contas
1) Para 127V temos corrente igual a 5500127 igual a 433A
2) Para 220V temos corrente igual a 5500220 igual 25A
Uau Quase a metade da corrente
E daiacute Daiacute daacute uma olhada na
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CAPIacuteTULO 5
Este eacute um capiacutetulo para pessoas mais curiosas e com alguma habilidade e que queiram aprender a resolver coisas simples e uacuteteis em casa sobre eletricidade
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COMO SABER QUEM Eacute A FASE E O NEUTRO
Uma maneira que os eletricistas ldquomachotildeesrdquo utilizam para distinguir qual eacute o fi o da fase e do neutro eacute ver qual deles daacute choque
Bem este eacute o meacutetodo dos ldquomachotildeesrdquo e do Zeacute Faiacutesca porque os profi ssionais utilizam algum tipo de instrumento de teste para tirar a duacutevida
Em princiacutepio natildeo precisa ser nada muito sofi sticado e o que eu recomendo a vocecirc para comeccedilar eacute uma chave de teste similar a que vemos na fi g 1
Fig 1 - Chave de teste para identifi car fase e neutro
Dentro do cabo transparente destas chaves existe uma pequena lacircmpada que acende quando encostamos a ponta metaacutelica da mesma no terminal ou fi o que queremos analisar e ao mesmo tempo tocamos na parte metaacutelica no topo do cabo da chave
Fig 3 - Identifi cando o neutro com a chave de teste
Se a lacircmpada acender como na fi g 2 entatildeo esta eacute a fase se permanecer apagada trata-se do neutro ou entatildeo natildeo haacute tensatildeo chegando neste ponto
Fig 2 - Identifi cando a fase com a chave de teste
Atualmente existem chaves de teste similares a esta em que basta aproximar a parte metaacutelica da mesma ao terminal ou fi o e ela acenderaacute se a fase estiver chegando a ele sem que seja necessaacuterio tocar no contato do cabo
Veja a fi g 4
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127 OU 220V
Esta eacute uma questatildeo que pode ser relevante principalmente quando estamos num local onde natildeo conhecemos todas as tomadas ou natildeo sabemos se a rede eleacutetrica fornece 127 ou 220V
Eacute muito comum as pessoas viajarem e levarem um secador de cabelo um aparelho de som ou outro equipamento eleacutetrico e ao ligaacute-los na tomada sem se preocupar em saber antes qual o valor da tensatildeo fi carem frustradas porque ldquoqueimourdquo assim que foi ligado
Vamos entatildeo a algumas dicas uacuteteis
A primeira delas eacute verifi car se o aparelho tem uma chavezinha marcada 127220 ou 110220
Se tiver coloque-a na posiccedilatildeo 220 e ligue-o sem medo
Isso mesmo Se a rede for de 220V ele iraacute funcionar sem queimar obviamente porque vocecirc teve o cuidado de preparaacute-lo para receber a tensatildeo correta
E se a rede for de 127V (ou 110)
Bem ai ele natildeo iraacute funcionar ou funcionaraacute mal mas o importante eacute que natildeo queimaraacute
Por exemplo se for um secador de cabelo ele fi caraacute com baixa rotaccedilatildeo e esquentaraacute pouco mas natildeo vai queimar e neste caso vocecirc pode retornar a posiccedilatildeo da chavezinha para 127V sem ldquomedordquo
Em outras palavras se ligamos algo que estaacute preparado para receber 220V em uma rede de 127V apenas natildeo funciona ou funciona mal mas geralmente natildeo queima
Obviamente que se fi zermos ao contraacuterio ou seja ligar algo preparado para 127 em 220 o resultado eacute BUM
Aqui eu exagerei um pouquinho nem sempre teremos uma ldquoexplosatildeordquo e eacute possiacutevel que o aparelho nem chegue a queimar
Se vocecirc se esqueceu da recomendaccedilatildeo de colocar a chavezinha em 220V antes de ligar entatildeo como prega a Lei de Murphy vocecirc certamente ligou errado
Neste caso duas coisas podem ter acontecido
1) Ligou e ldquopuffrdquo apagou neste caso menos mal talvez soacute tenha queimado o fusiacutevel do aparelho e aiacute trocou taacute novo
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CAPIacuteTULO 6
Se vocecirc chegou ateacute o fi nal do capiacutetulo 5 entatildeo acho que vale a pena estender um pouco mais nossa conversa sobre Eletricidade e falar sobre as medidas de tensatildeo e como a partir delas podemos resolver alguns problemas domeacutesticos (de Eletricidade eacute claro)
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E agora vocecirc estaacute apto a medir todas as pilhas e baterias que vocecirc tem em casa
Fig 6 - Medindo a tensatildeo de uma pilha
Se vocecirc estaacute preocupado em levar choque ao fazer estaacute operaccedilatildeo encostando os seus dedos nos terminais da pilha fi que tranquilo
Para produzir uma corrente capaz de sentirmos os seus efeitos (choque eleacutetrico) precisamos de uma tensatildeo maior de 40 ou 50 volts o que natildeo eacute o caso aqui
Dando continuidade a este paraacutegrafo onde vocecirc aprendeu a praticar uma ldquonova modalidade de esporterdquo testar pilhas vamos tratar dos adaptadores ou fontes usados em telefones sem fi o e notebooks por exemplo
Minha cobaia desta vez seraacute a fonte do meu notebook
A maioria das fontes de notebook fornece 20V DC entatildeo sabendo disto jaacute devemos colocar a chave seletora do multiacutemetro em 200V
Fig 7 - Medindo a tensatildeo no plug de um notebook
Vocecirc notou que apareceu um sinal negativo na frente do valor 204V
Vocecirc saberia explicar porque isto aconteceu
Que tal entatildeo revisitar a paacuteg 28 laacute no capiacutetulo 2
Se a tensatildeo na saiacuteda do plug da fonte do notebook eacute DC e portanto tem polaridade logo ao colocar as ponteiras do multiacutemetro devemos prestar atenccedilatildeo a este fato caso contraacuterio apareceraacute o sinal negativo
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Fig 9 - Medida da tensatildeo em uma tomada
Se vocecirc achou estranho que a leitura do instrumento tenha sido de 1308V em vez de 127V posso afi rmar-lhe que isto eacute possiacutevel acontecer e estaacute dentro da toleracircncia permitida pelas normas teacutecnicas
Soacute mais uma coisinha antes de encerrar este capiacutetulo se vocecirc tem duacutevida quanto ao valor da tensatildeo a ser encontrado comece SEMPRE pela escala mais alta neste caso a de 750V
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CAPIacuteTULO 7
Neste capiacutetulo vamos tratar de diversos assuntos de muita utilidade para resolver pequenos problemas envolvendo Eletricidade e aparelhos eleacutetricos
Se eu fosse vocecirc natildeo deixaria de ler pode lhe render uma boa economia de dinheiro LI
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Observe como as ponteira satildeo colocadas fi rmemente em cada terminal do fusiacutevel
Se ele estiver bom o display mostraraacute uma leitura igual a da fi g 5 se o fusiacutevel estiver queimado (aberto) a leitura seraacute igual a a da fi g 4
Fig 6 - Testando um fusiacutevel de automoacutevel
Vejamos a seguir o teste de um fusiacutevel de vidro muito comum em diversos aparelhos eletroeletrocircnicos
Fig 7 - Testando um fusiacutevel de vidro bom
VERIFICANDO SE UM CABO DE FORCcedilA ESTAacute DEFEITUOSO
Este eacute outro tipo de problema muito comum que leva as pessoas a jogarem no lixo equipamentos que pararam de funcionar simplesmente por que cabo de forccedila apresentou defeito
O meacutetodo para verifi car se um cabo de forccedila estaacute defeituoso ou natildeo eacute bem similar ao utilizado para verifi car fusiacuteveis o que signifi ca que utilizaremos a mesma funccedilatildeo do multiacutemetro ou seja a de diodos
Temos que verifi car se haacute continuidade entre cada pino e cada ldquoburaquinhordquo correspondente na outra ponta do cabo
Reparou que eu disse ldquoverifi car se haacute continuidaderdquo
Ateacute aqui eu natildeo tinha usado esta expressatildeo que signifi ca que natildeo haacute interrupccedilatildeo entre uma ponta e a outra e portanto o multiacutemetro iraacute mostrar ldquo000rdquo (001 -002) no painel e tocar a buzininha (se tiver uma)
Fig 8 - Cabo de Forccedila
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CAPIacuteTULO 8
Este capiacutetulo eacute um pouco mais teacutecnico e nele vocecirc aprenderaacute entre outras coisas como instalar corretamente um interruptor
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ELETRICIDADE EM CASAToda casa ou escritoacuterio tem
lacircmpada e toda lacircmpada precisa de um interruptor para ligaacute-la e desligaacute-la sendo assim nada mais uacutetil que vocecirc saber como funciona um interruptor e como fazer a instalaccedilatildeo de um (corretamente) caso precise
Embora instalar um interruptor seja uma coisa simples ele exige um detalhe com relaccedilatildeo a seguranccedila que muito ldquoZeacute Faiacutescardquo desconhece
Um interruptor como o proacuteprio nome jaacute diz serve para ldquointerromperrdquo mas interromper o quecirc
Interromper o caminho da corrente eleacutetrica que sai de um terminal da rede passa pela lacircmpada (ou qualquer aparelho eleacutetrico) e retorna ao outro terminal
Na fi g 1 vocecirc acompanha o que foi explicado acima usando-se um interruptor de abajur que propositadamente estaacute aberto para vocecirc entender como funciona o circuito
Para a lacircmpada pendurada no teto por exemplo o interruptor na parede faz a mesma coisa que o interruptor de abajur mas vocecirc natildeo vecirc porque estaacute tudo embutido na parede como mostra a fi g 2
Fig 1 - Circuito mostrando a montagem de um interruptor
Entretanto quando fazemos uma instalaccedilatildeo embutida como a mostrada na fi g 2 e natildeo temos como ver o caminho dos fi os ldquoescondidosrdquo dentro da tubulaccedilatildeo na parede devemos tomar alguns cuidados
Fig 2 - Instalaccedilatildeo de um interruptorcom fi accedilatildeo embutida
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CAPIacuteTULO 9
Vamos falar um pouco sobre pilhas baterias e recarregadoresUm item cada vez mais presente em nossas vidas
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A primeira razatildeo eacute porque os recarregadores satildeo diferentes dependendo do tipo da pilha ou bateria e usar um recarregador inadequado pode danifi car a bateria
Fig 9 - Recarregador Ni-Cd e Ni-MH
O recarregador da fi g 9 pode ser utilizado para recarregar baterias tipo NiMH (como a da fi g 10) e Ni-Cd mas natildeo serve para baterias Li-ion e Li-Po
Entendeu agora porque eacute importante saber que tipo de bateria vocecirc estaacute usando para usar o recarregador correto
Fig 10 - Bateria recarregaacutevel Ni-MH
Nunca eacute demais lembrar que soacute podemos colocar no carregador baterias rechargeable (recarregaacuteveis) obviamente
Uma das principais diferenccedilas entre as baterias Ni-Cd e que elas assim como as NiMH possuem efeito memoacuteria enquanto as Li-ion natildeo
A propoacutesito vocecirc sabe o que eacute efeito memoacuteria
Quando uma bateria Ni-Cd ou NiMH eacute carregada tem ter sido totalmente descarregada ela comeccedila a sua carga a partir do quantidade de carga que ela ainda possui
Vamos fazer uma comparaccedilatildeo com uma caixa drsquoaacutegua Toda vez que vocecirc enche uma caixa drsquoaacutegua aleacutem de aacutegua entram tambeacutem resiacuteduos que vatildeo se acumulando do fundo da caixa e assim cada vez conseguimos colocar menos quantidade de aacutegua propriamente dita dentro da caixa
O que fazemos entatildeo Lavamos a caixa para retirar os resiacuteduos (leia-se lama) acumulados no fundo
Natildeo podemos lavar a bateria e o jeito eacute descarregaacute-la totalmente para entatildeo recarregaacute-la
Mas fi que atento pois este procedimento soacute eacute vaacutelido para as baterias Ni-Cd e NiMH
No caso das Li-ion e LiPo elas natildeo possuem efeito memoacuteria e natildeo devemos deixar que a carga chegue
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CAPIacuteTULO 10
Um dos itens mais importantes numa instalaccedilatildeo eleacutetrica eacute o disjuntorNeste capiacutetulo tratareis um pouco deles bem como de outros dispositivos de proteccedilatildeo
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protegida com o DR a energia seraacute desligada imediatamente e natildeo haveraacute choque nem choradeira
Natildeo vou tratar aqui da instalaccedilatildeo do DR porque eacute uma tarefa para um bom eletricista
Vale ressaltar entretanto que a instalaccedilatildeo do DR exige um sistema de aterramento ou PE para que ele funcione
Meu objetivo foi chamar atenccedilatildeo para este importante dispositivo de seguranccedila que deveria fazer parte de todas as construccedilotildees a partir de 1990 como prega a lei
Se faz parte ou natildeo eu natildeo sei mas sabendo que ele existe cabe a vocecirc tomar suas providecircncias
Vou concluir este capiacutetulo falando de mais um dispositivo de seguranccedila que eacute o DPS - Dispositivo de Proteccedilatildeo contra Surtos
Mas o que eacute um surto
Em poucas palavras podemos dizer que um surto eacute um pico de
Fig 4 - Crianccedila na iminecircncia de levar um choque se natildeo tiver DR na rede
tensatildeo muito alto que ocorre na rede eleacutetrica num curtiacutessimo intervalo de tempo (milissegundos) e natildeo chega a acionar o desligamento do disjuntor
Duas satildeo as principais cuasas de surto de tensatildeo
1) Queda de raios na proximidade da instalaccedilatildeo eleacutetrica
2) Desligamento e religamento muito raacutepido da energia provocado pela concessionaacuteria de energia
A fi nalidade do DPS eacute desviar para terra este surto de tensatildeo
Para instalaccedilatildeo do DPS deve-se consultar um eletricista
E assim chegamos ao fi nal do livro
A seguir teremos dois apecircndices sobre questotildees um pouquinho mais teoacutericas que vocecirc poderaacute ler se gostou do assunto e quiser se aprofundar um pouco mais sobre o ldquomundordquo da Eletricidade
Espero que a leitura lhe tenha sido uacutetil e prazeirosa
Natildeo eacute porque temos um assunto teacutecnico que a escrita tem quer se carrancuda como acontece na maioria dos livros
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APEcircNDICE I
Tratarei aqui embora superfi cialmente sobre a ldquodescobertardquo da Eletricidade e farei isto numa perspectiva histoacuterica mostrando como tudo teve origem
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natildeo eacute economicamente viaacutevel para ser utilizada em larga escala
Mas seraacute que seria possiacutevel se produzir Eletricidade por outros meios que os das reaccedilotildees quiacutemicas que deram origem a invenccedilatildeo e construccedilatildeo das pilhas
Em 1819 o dinamarquecircs Hans Christian Oslashrsted (a grafi a eacute estranha mesmo por que o nome eacute dinamarquecircs) deu o primeiro passo para que mais tarde se pudesse obter Eletricidade com o auxiacutelio do magnetismo ou imatildes como se diz popularmente
Oslashrsted realizou uma experiecircncia que vocecirc tambeacutem pode fazer e demonstrou que uma corrente eleacutetrica produz um campo magneacutetico ou em outras palavras uma corrente eleacutetrica passando por um fi o faz com que ao seu redor tenhamos um efeito similar ao de um imatilde (campo magneacutetico)
Vamos realizar a experiecircncia de Oslashrsted
Vamos precisar de uma bateria de 9V (nova) um pedaccedilo de mais ou menos 10 cm de um fi o qualquer e uma buacutessola que pode ser comprada em camelocirc
Se vocecirc tiver algum imatilde tambeacutem seraacute uacutetil mas natildeo servem aqueles de ldquogeladeirardquo pois satildeo muito fracos
Aproximando o imatilde da buacutessola vocecirc veraacute que agulha muda de direccedilatildeo porque a proximidade do campo magneacutetico do imatilde supera a forccedila do campo magneacutetico da Terra que eacute responsaacutevel pelo direcionamento ldquonaturalrdquo da agulha
Fig 7 - Material para experiecircncia de Oslashrsted
Agora vamos a experiecircncia propriamente dita
Conecte as duas pontas do fi o agrave bateria e aproxime o fi o da buacutessola e vocecirc veraacute que a agulha mudaraacute rapidamente de posiccedilatildeo
Faccedila isto rapidamente (em 10 ou 15 segundos) porque a bateria vai esquentar e iraacute descarregar
Natildeo se preocupe que natildeo daacute choque
Vocecirc acabou de entrar no tuacutenel do tempo e voltar a 1819
Cuidado para natildeo voltar de laacute falando dinamarquecircs
Veja o experimento na Fig 8
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APEcircNDICE II
Quem pretende estudar um pouco mais sobre Eletricidade precisa conhecer uma de suas leis mais importantes - a Lei de Ohm Ela eacute o Teorema de Pitaacutegoras da Eletricidade estaacute sempre presenteOutro assunto que natildeo pode deixar de ser entendido satildeo os circuitos seacuterie e paralelo Este apecircndice trataraacute disto tudo
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CIRCUITO SEacuteRIE E PARALELOEstes satildeo assuntos
importantiacutessimos para quem quer estudar e trabalhar com Eletricidade e que estatildeo relacionados com as Leis de Ohm
Um circuito eleacutetrico nada mais eacute que a interligaccedilatildeo entre um consumidor de energia uma lacircmpada por exemplo e uma fonte de tensatildeo (a tomada da parede uma pilha)
Bem este eacute o circuito mais simples que podemos ter mas podemos complicar um pouquinho colocando varias lacircmpadas tomadas para ligar aparelhos eleacutetricos e etc etc como acontece na vida real
Vamos fazer isto de duas maneiras possiacuteveis usando lacircmpadas de lanterna e pilhas para exemplifi car
Poderiacuteamos fazer com lacircmpadas ldquocomunsrdquo ou outros equipamentos mas fi caria mais difiacutecil para montar e fotografar e o resultado eu garanto que seraacute o mesmo
Observe atentamente o circuito da fi g 1
Observe que as lacircmpadas que no caso satildeo trecircs estatildeo ligadas uma a seguir da outra como se fossem aquelas linguiccedilas de churrasco que veem uma amarrada na outra
Fig 1 - Circuito seacuterie
Note que uma das extremidades da primeira lacircmpada vai ligada num polo da bateria fechando-se o circuito com a uacuteltima lacircmpada sendo ligada ao outro polo da bateria
Eacute faacutecil perceber que a corrente soacute tem uma opccedilatildeo que eacute passar por todas as lacircmpadas
O que vocecirc acha que aconteceraacute se uma lacircmpada queimar
Se vocecirc respondeu que nenhuma delas acenderaacute parabeacutens Eacute isso mesmo uma lacircmpada queimando o circuito fi ca interrompido e os eleacutetrons natildeo tecircm por onde passar e fechar o circuito saindo de um polo e chegando no outro
Esta eacute a primeira propriedade do circuito seacuterie a corrente eacute a mesma em todos os componentes do circuito
A outra propriedade do circuito seacuterie diz respeito a tensatildeo que
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Clica aqui embaixo
Tem alguma duacutevida
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Natildeo queime seu multiacutemetro digital
2 Paulo Brites
Editoraccedilatildeo Eletrocircnica fotos e capa
Paulo Brites
ISBN
978-85-9054974-1
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Natildeo queime seu multiacutemetro digital
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Embora eu tenha duacutevidas que
coincidecircncias existam este livro fi cou
pronto na veacutespera de meu fi lho mais
novo Henrique completar 21 anos e
por isso dedico a ele como presente de
aniversaacuterio
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Natildeo queime seu multiacutemetro digital
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A quem se destina este livro
Eu diria que ele se destina a todas as pessoas curiosas e que gostam de ldquomexerrdquo com eletricidade e eletrocircnica quer seja como estudantes hobistas ou profi ssionalmente
Estamos na Era dos ldquomakersrdquo isto eacute dos ldquofazedoresrdquo
Pessoas que gostam de fazer modifi car consertar inventar
Uma aacuterea que mais tem se desenvolvido nos uacuteltimos tempos eacute a mecatrocircnica e junto com ela a roboacutetica e aiacute vem a necessidade de construir circuitos eletrocircnicos e fazer medidas para verifi car se estaacute tudo certo ou em caso contraacuterio descobrir porque natildeo funciona
E aiacute o estudante ou ldquocuriosordquo compra um multiacutemeto digital e fi ca a olhar para ele sem saber por onde comeccedilar Corre para o youtube encontra um viacutedeo aqui outro ali e vai aos trancos e barrancos tentando descobrir o que fazer
Natildeo tem meacutetodo vai mexendo como crianccedila com o brinquedo novo na matildeo E de repente laacute vem a frustraccedilatildeo o brinquedinho para de funcionar e aquela velha pergunta vem agrave tona onde foi que eu errei
Volta a Internet Reza pra ldquoSatildeo Googlerdquo a procura da soluccedilatildeo Futuca os foruns faz perguntas mas natildeo acha a resposta Desistir
Foi principalmente para esta pessoas curiosas fazedoras e que gostam de resolver tambeacutem seus problemas domeacutesticos de eletricidade e eletrocircnica que eu escrevi este pequeno livro mostrando como aprender a usar o multiacutemetro digital sem queimaacute-lo na primeira medida
Se vocecirc se enquadra nelas estaacute no lugar certo e se quiser ir mais a fundo tambeacutem
Ao ler estas paacuteginas vocecirc vai aprender a usar o multiacutemetro digital ldquocom meacutetodordquo comeccedilando pelo comeccedilo Paulo Brites
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Natildeo pratique pirataria
Se vocecirc adquiriu uma coacutepia natildeo autorizada deste livro
vocecirc estaacute praticando pirataria de acordo com a Lei de Direitos
Autorais nordm 9610 de 19 de fevereiro de 1998
Distribuir coacutepias em papel ou em meios digitais deste livro
sem autorizaccedilatildeo por escrito do autor aleacutem de ser contra a lei
(o que pode lhe ensejar um processo judicial) prejudicaraacute
todo o trabalho que ele devotou para elaborar o material
portanto peccedilo-lhe que mais por uma questatildeo de consciecircncia
do que legal natildeo o faccedila
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Natildeo queime seu multiacutemetro digital
10 Paulo Brites
L E I AAVISO IMPORTANTE
Lidar com Eletricidade pode ser perigoso
Dirigir um carro mais ainda
A vantagem em Eletricidade eacute que vocecirc mesmo pode se prevenir de acidentes se for cuidadoso
no tracircnsito nem sempre
Se vocecirc eacute do tipo fazedor e pretende fazer alguns reparos domeacutesticos a recomendaccedilatildeo nuacutemero 1 eacute
SEJA CUIDADOSO
e a nuacutemero 2 eacute SEJA CUIDADOSO
Ah Eu jaacute iacutea me esquecendo a nuacutemero 3 tambeacutem
Siga esta regra na Eletricidade e na vida e natildeo tenha medo de ser feliz
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SumaacuterioCapiacutetulo Zero O que eacute preciso saber para natildeo queimar o multiacutemetro 12
Capiacutetulo 1 A primeira medida a gente nunca esquece 17
Capiacutetulo 2 Usando a escala de ldquoresistecircnciardquo27
Capiacutetulo 3 E as correntes como mediacute-las33
Capiacutetulo 4 Eacute bom saber antes de comprar um DMM (Digital Multi Meter)39
Capiacutetulo 5 O que eacute um multiacutemetro TRUE RMS 53
Capiacutetulo 6 Os multiacutemetros X-TUDO 61
Capiacutetulo 7 O multiacutemetro do eletricista66
Capiacutetulo 8 Teoria na praacutetica 70
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12 Paulo Brites
CAPIacuteTULO ZERO
O QUE Eacute PRECISO SABER PARA NAtildeO QUEIMAR O MULTIacuteMETRO
Trecircs conceitos baacutesicos de Eletricidade satildeo fundamentais saber para usar um multiacutemetro com seguranccedila e sem queimaacute-lo
tensatildeo corrente e resistecircncia
Se vocecirc sabe BEM do que se trata talvez possa pular este capiacutetulo senatildeo ele eacute
OBRIGATOacuteRIO
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O que vamos medir com um multiacutemetro
Basicamente um multiacutemetro seja digital ou analoacutegico eacute utilizado para medir trecircs grandezas fundamentais da eletricidade tensatildeo tambeacutem chamada de voltagem corrente ou amperagem e resistecircncia eleacutetrica
Destas trecircs eu diria que a tensatildeo pode ser considerada a mais importante de todas porque se natildeo existe tensatildeo natildeo existe corrente e portanto natildeo faz sentido falar em resistecircncia que eacute uma grandeza que relaciona a tensatildeo com a corrente Sendo assim nada mais oacutebvio que comeccedilar perguntando se vocecirc sabe explicar a diferenccedila entre tensatildeo e corrente
Natildeo quero me aprofundar muito neste assunto aqui e se natildeo sabe sugiro que leia meu livro ldquoO que todas as pessoas precisam saber sobre Eletricidaderdquo
Entretanto natildeo posso deixar de mencionar mesmo que superfi cialmente a ldquodiferenccedilardquo entre tensatildeo e corrente usando a claacutessica comparaccedilatildeo da caixa drsquoagua com uma torneira que apresento na fi g1
No meio do caminho entre a caixa drsquoagua e a torneira natildeo tem uma pedra como disse Drummond em seu poema mas sim um hidrocircmetro que a companhia de aacutegua e esgoto usa para cobrar o quanto de aacutegua vocecirc consumiu durante o mecircs
Vamos ldquofi ngirrdquo que a aacutegua passando no cano e no hidrocircmetro eacute a corrente eleacutetrica
Vocecirc concorda que o hidrocircmetro soacute vai marcar alguma coisa se a torneira for aberta
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CAPIacuteTULO 1
A PRIMEIRA MEDIDA A GENTE NUNCA ESQUECE
Este seraacute talvez o momento mais emocionante da sua vida de ldquofazedorrdquo depois de aprender a andar de bicicleta sem rodinhas
Hora de fazer as primeiras medidas de tensatildeo
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IMPORTANTE Sugiro fortemente que vocecirc coloque uma proteccedilatildeo neste terminal
como um pedaccedilo de fi ta cobrindo-o para evitar utilizaacute-lo por distraccedilatildeo
Repare que ao lado dele estaacute escrito unfused o que signifi ca ldquosem fusiacutevelrdquo e portanto se vocecirc utilizaacute-lo de forma incorreta teraacute uma grande chance de ter que se
despedir ldquopara semprerdquo do seu primeiro multiacutemetro
A confi guraccedilatildeo da fi g1 natildeo eacute a uacutenica possivel Podemos encontrar situaccedilotildees como as mostradas nas fi gs 2 e 3 onde temos quatro bornes e natildeo apenas trecircs mas o importante eacute que sempre teremos um borne marcado COM onde colocaremos a ponteira preta
Feitas estas observaccedilotildees iniciais importantiacutessimas e jaacute sabendo onde espetar as ponteiras estamos a ldquoum passo do paraiacutesordquo ou seja das medidas de tensatildeo das pilhas e baterias que vocecirc jaacute deve ter separado para este momento tatildeo emocionante da sua vida de ldquofazedorrdquo que mereceraacute ateacute uma foto no facebook
Multiacutemetro na matildeo e laacute vamos noacutes colocar a chave seletora na posiccedilatildeo correta Eu disse C O R R E T A
Que tal voltar a fi g3 do capiacutetulo zero Para facilitar a sua vida coloquei um destaque desta fi gura aqui e chamei de fi g4 Vamos medir tensatildeo mas olhando a fi g4 vemos duas possibilidades A do retacircngulo
vermelho e do retacircngulo azul Qual escolher eis a questatildeo
Como vocecirc vai medir pilhas que fornecem tensatildeo contiacutenua teraacute que escolher uma das posiccedilotildees dentro do retacircngulo vermelho agrave esquerda
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Observe que o sinal negativo desapareceu num passe de maacutegica como era esperado que ocorresse porque agora as ponteiras estatildeo posicionadas de forma ldquocorretardquo isto eacute vermelha no positivo da pilha e preta no negativo
Entretanto a leitura no display foi 1520 e natildeo 151 como na fi g5
Ops 1520 volts Eacute isso mesmo
Claro que natildeo neacute
Repare que a chave seletora estaacute em 2000m que como jaacute vimos corresponde a 2000mV portanto o valor da tensatildeo da pilha eacute 1520mV ou1520V
Qual a vantagem de usar uma escala ou a outra eacute isso que vocecirc quer saber
A escala de milivolts nos daacute uma leitura com mais exatidatildeo com trecircs casas decimais depois da viacutergula (ou ponto) em vez de apenas duas como acontece na escala de 20V
A vantagem vai depender de se necessitar obter um valor mais exato ou apenas aproximado
Deixo por sua conta fazer esta experiecircncia usando a posiccedilatildeo 200V e tire suas proacuteprias conclusotildees
Sugiro ainda que procure outras ldquocoisasrdquo que possa medir tensatildeo ou voltagem como alguns dizem mas atente-se que seja ldquocontinuardquo ou DC
Por exemplo fontes de telefone sem fi o notebooks ou outras trapizongas que vocecirc encontrar pela vida mas natildeo se esqueccedila se natildeo tiver ideia do valor a ser medido comece sempre por uma escala maior porque ldquoo que abunda natildeo prejudicardquo natildeo eacute mesmo
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Agora vamos medir tensotildees das tomadas Muita calma nesta hora e bota calma nisso
As tensotildees das tomadas apresentam valores bem maiores que os que vocecirc mediu ateacute aqui e embora quem ldquodecircrdquo choque seja a corrente quanto maior a tensatildeo em geral maior seraacute a corrente e portanto o choque e porque natildeo dizer maior seraacute o ldquorisco de vidardquo ou pior o ldquorisco de morterdquo
Mas isto eacute assunto para o meu livro ldquoO que todas as pessoas precisam saber sobre Eletricidaderdquo que se vocecirc ainda natildeo leu natildeo sabe o que estaacute perdendo
Passado o primeiro paraacutegrafo que poderia ser chamado ldquocolocando terrorrdquo e o segundo ldquoos nossos comerciaisrdquo vamos ao que interessa
Decirc uma olhadinha no destaque em azul da fi g4 na paacutegina 20 e veja que agora ao lado da indicaccedilatildeo V temos um siacutembolo que lembra um til (~) e corresponde a tensatildeo de ldquocorrenterdquo alternada onde temos apenas dois valores 200 e 750 (neste caso)
Pois bem as tensotildees das tomadas deveratildeo ser medidas usando uma destas duas posiccedilotildees e usando a ldquoregra de outrordquo comece com 750 por seguranccedila
As ponteiras continuam no mesmo lugar soacute que agora natildeo precisamos nos preocupar com ldquoas coresrdquo isto eacute a polaridade porque tensatildeo alternada natildeo tem positivo e negativo ldquofi xordquo jaacute que eacute ldquoalternadardquo
Tudo certo e conferido hora da foto pro facebook que vocecirc confere na fi g7
Como eu sabia que a rede eleacutetrica onde ia ser feita a medida natildeo era de 220V pude escolher a posiccedilatildeo 200V sem receio de queimar o multiacutemetro e obtive 1308V que eacute bem proacuteximo do valor ldquoofi cialrdquo 127V
Medir tensotildees de tomadas natildeo eacute a uacutenica uacutetilidade das escalas de tensatildeo AC pode-se medir saiacuteda de transformadores tambeacutem
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CAPIacuteTULO 2
USANDO A ESCALA DE ldquoRESISTEcircNCIArdquo
PORQUE AgraveS VEZES RESISTIR Eacute PRECISO
Este capiacutetulo seraacute dedicado a escala ocirchmica ou de medida de resistecircncias
Seraacute um capiacutetulo pequeno mas nem por isso pode ser considerado de pouca importacircncia
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Viva Georg Simon OHM
Nossas proacuteximas medidas estaratildeo relacionadas agraves ldquodescobertasrdquo que este alematildeo fez laacute por volta de 1826
Vocecirc jaacute sabe o que a corrente disse para a tensatildeo - ldquoeu natildeo existo sem vocecircrdquo e para haver corrente tem que ter uma ldquocoisardquo ligada agrave fonte de tensatildeo e esta ldquocoisardquo faraacute com que a corrente seja maior ou menor dependendo da ldquoresistecircnciardquo que ela impotildee agrave passagem da corrente
Todo este lero-lero acima serviu para dizer que pode ser uacutetil medir a resistecircncia da ldquocoisardquo a qual eacute expressa em ohms cuja unidade foi escolhida para homenagear o alematildeo (nada mais justo) ou tambeacutem pela letra grega ldquoocircmegardquo () que parece (soacute parece) uma ferradura
Que tal voltar agrave fi g 1 da paacutegina 19 que eu repito aqui embaixo para relembrar que no borne do meio apareceu esta ldquoferradurardquo e portanto vocecirc que eacute um gecircnio jaacute concluiu sabiamente que a ponteira vermelha vai continuar ali quando quisermos medir as resistecircncias do senhor Ohm A ponta preta eacute ldquoimexiacutevelrdquo (como disse um ministro) fi ca sempre em COM
Agora que vocecirc jaacute sabe onde vai colocar as ponteiras para medir resistecircncias eacute hora de escolher a posiccedilatildeo da chave seletora e isto pode ser visto na fi g2
Nela vocecirc veraacute que existem cinco possibilidades que satildeo as seguintes
2000k - 200k - 20k - 2000 e 200
A posiccedilatildeo 2000k eacute a mesma coisa que
2 megaohm que eacute o maacuteximo valor de resistecircncia que este multiacutemetro mede e eu diria que eacute razoaacutevel e sufi ciente para um principiante ou hobista mas vocecirc iraacute precisar de ldquocoisa melhorrdquo no futuro se quiser se tornar um profi ssional
Abordarei isto em outro capiacutetulo por enquanto aprenda a ldquomexerrdquo com este futucando a vontade
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O que eacute OBRIGATOacuteRIO saber antes de medir resistecircncias
Nunca jamais em tempo algum se pode medir resistecircncias com o equipamento ligado a menos que vocecirc queira correr o risco de queimar o seu multiacutemetro ou ateacute explodiacute-lo na sua cara
Sendo assim preste muita atenccedilatildeo (eu disse MUITA) quando for medir tensotildees para que a chave seletora natildeo esteja em nenhuma posiccedilatildeo de resistecircncia mostrada na fi g2
Outra questatildeo que eu coloco como obrigatoacuteria eacute a verifi caccedilatildeo do estado das ponteiras
Antes de efetuar qualquer medida seja tensatildeo resistecircncia ou corrente devemos adotar o seguinte procedimento
1) Colocamos a chave seletora na menor posiccedilatildeo de medida de resistecircncia (neste caso 200ohms)
2) Unimos fortemente as duas pontas (unidos venceremos) e observamos a leitura no display que deveraacute ser zero Na praacutetica eacute possivel encontrar um valor ligeiramente maior mas que natildeo deve chegar a um
No exemplo da fi g3 obteve-se 001 que eacute bem proacuteximo de zero portanto aceitaacutevel
Valores um pouco maiores indicam dois tipos de problemas
1) Ponteiras defeituosas Troque-as por outras ldquoconfi aacuteveisrdquo e comprove
2) Mau contato na chave seletora produzidos por desgatesmuito comuns em equipamentos de baixa qualidade os ldquofamososrdquo Shing Lin
Por que eacute importante fazer esta verifi caccedilatildeo Se encontramos um valor natildeo nulo siginifi ca que estaremos introduzindo um erro na leitura qualquer que seja ela
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CAPIacuteTULO 3
E AS CORRENTESCOMO MEDIacute-LAS
Medir correntes eacute sempre mais trabalhoso que medir tensotildees mas agraves vezes temos que encarar as difi culdades e natildeo adianta reclamar
Entatildeo vamos aprender como medir correntes e parar de resmungar
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Analisando as escalas de corrente do multiacutemetro digital
Se medir a corrente for inevitaacutevel entatildeo relaxa e mede mas com cuidado
Uma observaccedilatildeo importante eacute que a maioria dos multiacutemetros digitais soacute mede corrente continua e este eacute o caso do nosso modelo-cobaia
Portanto que fi que bem claro que vocecirc NAtildeO poderaacute medir com ele a corrente de consumo de um aparelho eleacutetrico da sua casa
Vamos voltar a dar uma olhada na aacuterea do retacircngulo verde da fi g3 laacute do capitulo zero que eu estou colocando aqui ao lado com maior destaque para analisarmos
Note que temos quatro posiccedilotildees que ollhando de cima para baixo satildeo 2000 20m 200m e 10
Estranhos estes valores natildeo eacute
Vejamos O primeiro deles 2000 corresponde a 2mA O segundo eacute 20mA e o terceiro 200mA Nada de estranho entatildeo vocecirc concorda
O tal 2000 eacute apenas uma maneira enrolada de escrever 2mA (dois miliamperes) para complicar a vida das pessoas
Entatildeo vocecirc jaacute sabe que seu multiacutemetro digital pode medir corrente contiacutenuas que vatildeo desde a escala de 2mA ateacute a de 200mA e sinto lhe dizer que istoagraves vezes eacute muito pouco
Ah E as ponteiras onde fi cam
Ateacute aqui nada muda A preta fi ca em COM e a vermelha continua no borne marcado com VmA que vocecirc usou ateacute agora para medir tensotildees e resistecircncias
Observe que ao lado dele haacute um ponto de exclamaccedilatildeo dentro de um triacircngulo e a expressatildeo 500mA fused que quer dizer protegido com fusiacutevel ateacute 500mA para alegria dos distraiacutedos
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CAPIacuteTULO 4
Eacute BOM SABER ANTES DE COMPRAR UM DMM
(Digital Multi Meter)
Se vocecirc pretende ter um multiacutemetro digital apenas para os primeiros socorros domeacutesticos natildeo precisa ler este capiacutetulo mas se sua intenccedilatildeo eacute se profi ssionalizar a leitura seraacute uacutetil
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Tantas marcas e modelos o que comprar Oh duacutevida cruel
Reforccedilando o que eu disse na chamada do capiacutetulo tudo dependeraacute dos seus objetivos o que natildeo invalida a tese inicial de que vocecirc deve comeccedilar com um modelo simples e baratinho
Vocecirc acabou de tirar a carta de motorista natildeo vai querer sair por aiacute dirigindo uma Ferrari natildeo eacute mesmo
Agora que vocecirc jaacute sabe pilotar o teco-teco e supondo que vocecirc tomou gosto pela eletrocircnica e quer sair para voos mais altos aiacute sim precisaraacute de um Boeing quero dizer um instrumento melhor
Mas o que eacute um instrumento melhor
Exatidatildeo precisatildeo e resoluccedilatildeo trecircs informaccedilotildees importantes
Sempre defendi a ideia que eacute preciso saber o signifi cado das informaccedilotildees para que possamos tomar decisotildees com mais confi anccedila
Natildeo podemos nos basear no que o vendedor diz porque em geral ele pouco ou nada sabe sobre o que estaacute vendendo
No caso dos multiacutemetros digitais se prentendemos comprar um instrumento melhor eacute preciso comeccedilar entendendo o signifi cado de trecircs paracircmetros essencias que satildeo exatidatildeo ou acuraacutecia precisacirco e resoluccedilatildeo
A palavra acuraacutecia que vem do inglecircs accuracy pode soar estranha para muita gente e o pior eacute que agraves vezes eacute confundida com precisatildeo ateacute mesmo em alguns manuais de multiacutemetros digitais como vemos no exemplo da fi g1 Felizmente esta
confusatildeo natildeo eacute cometida por todos os fabricantes nacionais que traduzem accuracy por precisatildeo e natildeo como exatidatildeo como poderemos ter a oportunidade de constatar olhando a fi g2 a seguir
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Precisamos entender o que cada uma signifi ca porque eacute aiacute que comeccedila a confusatildeo
Vou pegar para comeccedilar o exemplo da fi g4 onde temos 312 O diacutegito cheio (3 neste caso) quer dizer que teremos trecircs diacutegitos depois do ponto decimal (de 0 a 9 cada um) entretanto o 12 diacutegito signifi ca que teremos apenas 2 valores (0 ou 1) na parte inteira
Taacute confuso
Apelando para os chineses que dizem que uma fi gura vale mais que mil palavras olhe a fi g6 onde temos trecircs exemplos de multiacutemetros
Percebeu que o numerador da fraccedilatildeo corresponde ao primeiro nuacutemero da leitura
Ele costuma ser chamado de MSD = More Signifi cant Digit (Diacutegito Mais Signifi cativo)
Tem tambeacutem o LSD = Least Signifi cant Digit (Diacutegito Menos Signifi cativo) Decirc uma olhada na fi g7 antes de continuarmos
Notou tambeacutem que nos trecircs casos o diacutegito cheio eacute igual a trecircs
E natildeo pense que eacute coincidecircncia que nos trecircs casos temos sempre trecircs diacutegitos depois do ponto decimal que podem variar de 0 a 9 cada um
Vocecirc desconfi a qual eacute a relaccedilatildeo entre uma coisa e a outra
Vai pensando Em breve volto ao assunto
Entretanto nem todos os fabricantes seguem esta regrinha
Alguns preferem expressar o nuacutemero de contagens (aliaacutes parece mais honesto) em vez do nuacutemero de diacutegitos e aiacute temos mais confusatildeo
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Ahan Como eacute que eacute Explica de novo
Muito bem Veja soacute 005 de 1800V = 00009V = 900V e uma contagem (LSD = diacutegito menos signifi cativo) eacute igual a
00001V = 100V ou 900V + 100V = 1000V = 1mV = 0001V logo o valor medido pode estar entre 17999V e 18010V
E se fosse +- 005 +3d o que mudaria
Vamos pensar um pouquinho
Neste caso teriacuteamos 3 contagens (LSD) = 3 x 00001 = 300V e portanto 900 V + 300 V = 1200 V = 12mV o que nos leva a concluir que podemos ter 17988V ou 18012V (1800 +- 00012)
Isto pode parecer um pouco de preciosismo e ateacute tendo a concordar que na maioria das situaccedilotildees do dia a dia natildeo se precisa levar em conta entretanto julguei pertinente tratar do assunto que pode ser uacutetil para teacutecnicos mais avanccedilados ou para quem vai prestar concursos
Seguranccedila - um toacutepico importante
Antes de terminar este capiacutetulo preciso apresentar-lhe a um item das especifi caccedilotildees dos multiacutemetros digitais que geralmente eacute negligenciado pelos compradores mas que eacute muito importante porque refere-se agrave seguranccedila do usuaacuterio
Observe o destaque com a seta vermelha na fi g 9 onde aparece uma legenda com a seguinte inscriccedilatildeo CAT I - 600V
Dependendo do instrumento poderaacute aparecer tambeacutem como
CAT II CAT III ou CAT IV e a tensatildeo ao lado poderaacute ser 600V ou 1000V
Vocecirc sabe o que estas informaccedilotildees signifi cam
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Eacute bem provaacutevel que natildeo mas natildeo fi que triste pois apenas os bons profi ssionais sabem e como vocecirc eu suponho eacute um principiante natildeo tem obrigaccedilatildeo de saber ou melhor natildeo tinha porque a partir de agora fi caraacute sabendo
Posso comeccedilar dizendo que para hobistas e fazedores esta informaccedilatildeo natildeo chega a ser relevante mas natildeo custa falar um pouco dela
Trata-se de um padratildeo estabelecido pela norma IEC-1010 de 1988 que estabelece as caracteriacutesticas de construccedilatildeo fiacutesica dos multiacutemetros conforme sua aplicaccedilatildeo associadas agrave exposiccedilatildeo do equipamento a sobre tensotildees (transientes) estabelecendo a distacircncia segura que pode ser usado em relaccedilatildeo a fonte de energia
A tabela ao lado nos mostra os valores de tensatildeo de cada categoria
Para um hobista ou ateacute mesmo um teacutecnico em eletrocircnica um instrumento CAT I - 600V que eacute o mais comum atende perfeitamente o mesmo natildeo se pode dizer em se tratando do uso por eletricistas entretanto natildeo irei aprofundar mais sobre assunto a intenccedilatildeo aqui foi apenas alertaacute-lo para algo pouco divulgado
Na fi g10 obtida de um cataacutelogo da Minipa vocecirc tem uma visatildeo geral das categorias e suas aplicaccedilotildees
Ah Jaacute iacutea esquecendo veja a seguir as respostas da paacuteg47
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CAPIacuteTULO 5
O QUE Eacute UM MULTIacuteMETROTRUE RMS
Muita gente ainda tem duacutevidas sobre o que eacute um valor TRUE RMS aliaacutes nem sabe direito o que signifi ca RMS
Este eacute um capiacutetulo que pretende esclarecer isto defi nitivamente
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Para iniacutecio da conversa o que eacute valor RMS
Para entender o que eacute um voltiacutemetro True RMS parece oacutebvio que eacute preciso que vocecirc entenda primeiro o que eacute um valor RMS
O termo ldquotruerdquo signifi ca verdadeiro Entatildeo seraacute existe um RMS de mentirinha e outro ldquoverdadeirordquo eacute isso
Vamos ver
A sigla RMS signifi ca Root Mean Square que ldquoem bom portuguecircsrdquo quer dizer Raiz Meacutedia Quadraacutetica tambeacutem denominado de Valor Efi caz
Hum Isto estaacute cheirando a matemaacutetica
Entatildeo vamos a ela sem medo de ser feliz
Antes de tudo que tal destrincharmos cada uma destas palavrinhas separadamente para tentar entender o que signifi cam juntas
Comecemos com ldquoraizrdquo e ldquoquadraacuteticardquo
Por exemplo dois elevado ao quadrado eacute igual quatro (22 = 4) Encontrar ou ldquoextrair a raiz quadrada de 4 eacute descobrir qual o nuacutemero que elevado ao quadrado daacute 4 que neste exemplo noacutes sabemos que eacute 2
Entatildeo qual eacute a raiz quadrada de 25 Ora eacute o nuacutemero que elevado ao quadrado daacute 25 e ldquoo precircmio vai para o nuacutemero 5rdquo
Depois desta breviacutessima revisatildeo sobre raiz quadrada para acordar seus neurocircnios dorminhocos falemos das meacutedias (que neste caso natildeo satildeo de cafeacute com leite)
Em matemaacutetica podemos calcular diversos tipos de meacutedia e a mais comum de todas eacute a meacutedia aritmeacutetica que embora natildeo seja de interesse em nosso ldquoestudordquo sobre RMS irei abordaacute-la natildeo soacute como curiosidade mas tambeacutem para ajudaacute-lo a compreender o que vem pela frente
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Meacutedia aritmeacutetica uma revisatildeo raacutepida
Suponhamos que numa determinada escola para o aluno passar de ano tenha que obter meacutedia aritmeacutetica sete em quatro avaliaccedilotildees
Assim ele teraacute que somar 28 pontos nas quatro avaliaccedilotildees porque 28 dividido por 4 eacute igual a 7 logo se ele tirou 4 na primeira prova 6 na segunda 9 na terceira ateacute aqui soacute somou 19 pontos entatildeo ele vai ter que se virar para tirar 9 na quarta avaliaccedilatildeo
Esta eacute a meacutedia aritmeacutetica E a meacutedia quadraacutetica como se faz
Ela eacute um pouquinho mais sofi sticada e menos usada no dia-a-dia mas muito importante quando falamos de tensotildees e correntes alternadas que eacute o nosso caso neste capiacutetulo
Por defi niccedilatildeo
Parece confuso mas natildeo eacute Vamos entatildeo a um exemplo numeacuterico
Usando as notas do aluno vadio do exemplo teremos primeiro que fazer a meacutedia aritmeacutetica dos quadrados das quatro notas ou seja
(42+62+92+92) divide 4 = 214 divide 4 = 535
Se quiseacutessemos achar a Raiz Meacutedia Quadraacutetica teriacuteamos que extrair a raiz quadrada de 535 que daacute aproximadamente 7314 (a conta foi feita com calculadora)
Neste caso o aluno passaria (se eles descobrirem vatildeo pedir para mudar a metologia de caacutelculo)
Mas qual seria o interesse de se extrair a raiz da meacutedia quadraacutetica
No caso das notas nenhum mas tratando-se de medidas de tensotildees e correntes alternadas este caacutelculo eacute muito importante como veremos Deixemos este assunto das meacutedias temporariamente de lado e passemos a algumas consideraccedilotildees sobre a correntetensatildeo alternada
Meacutedia quadraacutetica eacute a raiz quadrada da meacutedia aritmeacutetica dos quadrados dos valores
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CAPIacuteTULO 6
OS MULTIacuteMETROS X-TUDO
Neste capiacutetulo vou falar um pouco sobre os multiacutemetros digitais que medem vaacuterias outras grandezas fiacutesicas aleacutem de tensatildeo corrente e resistecircncia - os multiacutemetros X-Tudo
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64 Paulo Brites
Por exemplo a funccedilatildeo HOLD eacute uma das quais eu destaco como muito uacutetil e raramente eacute usada pelos teacutecnicos
Antes de explicar como usar esta funccedilatildeo eu pergunto - o que signifi ca HOLD
Natildeo precisa pedir para o Google traduzir eu explico De um modo geral hold pode ser traduzido como prender ou segurar
Seraacute que vocecirc jaacute estaacute desconfi ando o que vai acontecer com a leitura no display quando o hold for acionado
Isso mesmo a leitura vai fi car presa ou poderiacuteamos dizer pausada e assim vocecirc natildeo precisa fi car olhando para o multiacutemetro enquanto tenta colocar a ponteira naquele lugar diacutefi cil e correr o risco de provocar um curto acidental encostando-a onde natildeo deveria
Melhor ainda se for auto-hold que permite que a leitura seja congelada quando fi car estaacutevel
Praacutetico natildeo eacute Vocecirc jaacute havia pensado nisto
Outra aplicaccedilatildeo interessante da funccedilatildeo hold eacute a anotaccedilatildeo de valores variaacuteveis em uma tabela Podemos dar um hold e parar para fazer a anotaccedilatildeo calmamente
Outras caracteriacutesticas que valem a pena ser observadas na compra de um instrumento melhor satildeo
- auto range efetua mudanccedila de escalas automaticamente mas pode tornar a leitura mais lenta dependendo do multiacutemetro
- auto desligamento importante para economizar bateria
- bargrarph eacute uma opccedilatildeo interessante quando queremos observar variaccedilotildees na tensatildeo ou corrente
Assim como sugeri no meu livro Osciloscoacutepio sem Traumas aqui tambeacutem vale a pena pesquisar os manuais e viacutedeos na Internet antes de decidir lembrando sempre que nem tudo poderaacute ser contemplado ao mesmo tempo
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CAPIacuteTULO 7
O MULTIacuteMETRO DO ELETRICISTA
O verdadeiro eletricista precisa de um multiacutemetro digital mas neste caso com algumas caracteriacutesticas diferentes dos utilizados pelos eletrocircnicos e hobistas Veremos quais neste capiacutetulo
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O que haacute de diferente
Os multiacutemetros usados por eletricistas e teacutecnicos de refrigeraccedilatildeo apresentam o aspecto mostrado na fi g1
Eles costumam ser chamados em portuguecircs de alicate amperiacutemetro e em inglecircs satildeo conhecidos como clamp ammeter
O que haacute de especial neles
Vocecirc deve ter notado que haacute um gatilho que quando pressionado abriraacute aquele anel vermelho que serviraacute para abraccedilar o fi o como mostra a fi g2
O principal motivo desta diferenccedila eacute que para os eletricistas e teacutecnicos de refrigeraccedilatildeo pode ser muito importante saber o valor da corrente no circuito
Como vocecirc aprendeu no capiacutetulo 3 para medir a corrente no circuito precisamos interrompecirc-lo para introduzir o amperiacutemetro no meio do caminho ou tecnicamente falando em seacuterie com o circuito
Entretanto em se tratando de um circuito eleacutetrico esta praacutetica de interromper o circuito natildeo apenas eacute desconfortaacutevel pois o local fi caria agraves escuras por algum tempo mas tambeacutem eacute perigosa em certo casos
Para resolver a encrenca sem precisar cortar a veia para fazer o cateterismo e matar o paciente pode-se fazer uma espeacutecie de ressonacircncia magneacutetica no circuito e medir a corrente que nele circula de forma natildeo envasiva usando as propriedades do eletromagnetismo
O eletromagnetismo nos diz que quando uma corrente eleacutetrica passa por um fi o entatildeo estabelece-se em torno dele um campo magneacutetico de valor proporcional agrave intensidade desta corrente e portanto se captarmos este campo podemos descobrir a corrente de forma indireta e com tudo agraves claras
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CAPIacuteTULO 8
TEORIA NA PRAacuteTICA
Chegamos ao fi nal do livro e espero que seu multimetro ainda esteja vivo (e vocecirc tambeacutem)
Vamos entatildeo a algumas experiecircncias praacuteticas interessantes que vocecirc pode fazer com a teoria que aprendeu
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Experiecircncia nordm 2 - Verifi cando potenciocircmetros
Uma falha muito comum nos potenciocircmetros eacute apresentar variaccedilotildees bruscas da resistecircncia entre A e C ou B e C (fi g4) ao girarmos o eixo do mesmo
Haacute casos em que esta variaccedilatildeo pode ser provocada por sujeira na parte metaacutelica do cursor o que pode ser resolvido com algum spray de limpa contatos
NAtildeO USE WD40 OU SIMILARES
Para verifi car o potenciocircmetro sem desmontaacute-lo podemos usar a escala ocirchmica do multiacutemetro digital
Inicialmente vocecirc deve medir a resistecircncia entre os terminais A e B e conferir se corresponde ao valor da resistecircncia do potecircnciocircmetro
Se esiver acima de 10 nem precisa continuar porque natildeo tem conserto Supondo que ele passou neste teste eacute hora de conferir como ele se comporta quando variamos o cursor como mostra a fi g5
Colocamos uma das ponteira do multiacutemetro num dos terminais do potenciocircmetro (A ou B como na fi g4) e a outra ponteira no terminal C
A seguir variamos lentamente o eixo e observamos a resistecircncia no display que deveraacute ir de zero ohm (ou proacuteximo) ateacute o valor maacuteximo do potenciocircmetro que vocecirc jaacute havia medido anteriormente
Durante esta variaccedilatildeo do eixo a leitura no display deveraacute subir (ou descer) sem intermitecircncia o que indicaria um dos problemas citados nos paraacutegrafos anteriores
Lembre-se que existem dois tipos de potenciocircmetros lineares e logariacutetmicos cujas curvas de variaccedilatildeo da resistecircncia satildeo diferentes
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Assunto tratado como mais detalhes no capiacutetulo 7 do meu livro Eletrocircnica para Estudantes Hobistas e Inventores
Experiecircncia nordm 3 - Verifi cando cabos de forccedila e similares
Uma falha bastante comum e que leva muitas pessoas a jogar no lixo torradeiras grills ferros de passar roupa entre outros eletrodomeacutesticos eacute o fi o partido
Por exemplo enrolar o fi o do ferro de passar em volta dele como se vecirc na fi g6 acaba partindo o fi o internamente no local indicado em vermelho
Nem sempre a identifi caccedilatildeo do fi o partido pode ser feita visualmente ou com o tato o que leva as pessoas a julgarem que o ferro queimou e mandar consertar natildeo vale a pena
Se vocecirc chegou ateacute aqui na leitura deste livro eacute porque eacute um fazedor e certamente talvez possa consertar o ferro e ajudar o planeta Tirando a tampinha da parte de traacutes vocecirc
veraacute as duas pontas de fi o chegando aos terminais Basta colocar o multiacutemetro na escala de continuidade e medir entre cada terminal e o pino da tomada (com o ferro desligado da tomada eacute claro)
Aacutes vezes eacute necessaacuterio fazer alguns movimentos junto a dobra do fi o para constatar que ele estaacute realmente partido
Se em pelo menos uma das medidas vocecirc natildeo escutar o apitinho signifi ca que o fi o estaacute mesmo partido e aiacute eacute soacute comprar outro e trocar salvando o planeta de mais um lixo no fundo de algum rio
Suponhamos que natildeo eacute seu dia de sorte e vocecirc concluiu que o fi o natildeo estaacute partido mas o fato eacute que a dona patroa estaacute reclamando que o
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Eacute assim tambeacutem na vida
Para quem soacute tem dez reais no bolso um real eacute muita coisa mas quem tem um milhatildeo na conta bancaria nem percebe a diferenccedila
Chego ao fi nal do livro com o desejo que lhe tenha sido uacutetil e a esperanccedila que vocecirc natildeo tenha queimado o seu multiacutemetro mesmo sendo um Shing Lin
Sinta-se a vontade para fazer criacuteticas e mandar sugestotildees pelo meu e-mail
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Clica aqui embaixo
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
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Paulo Brites
Eletrocircnica para
Estudantes Hobistas amp Inventores
1ordf Ediccedilatildeo
Rio de Janeiro
Ediccedilatildeo do Autor
2016
Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
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Algumas palavras iniciais
Quando eu comecei a estudar Eletrocircnica ainda viviacuteamos na Era da Vaacutelvula e os transistores comeccedilavam a chegar por aqui muito timidamente e pelo que lembro soacute existia o CK722 que servia para tudo
As minhas primeiras aulas sobre transistores no curso teacutecnico foram um horror Os ldquoprofessoresrdquo eram dois estudantes de engenharia (natildeo vem ao caso de que escola) totalmente despreparados para dar aula em um curso teacutecnico e queriam calcular a velocidade do eleacutetron dentro do cristal semicondutor e outras bizarrices do gecircnero
Eu me perguntava por que quando estudei as vaacutelvulas anteriormente com um engenheiro natildeo precisei aprender a calcular com que velocidade o eleacutetron saia do caacutetodo e chegava agrave placa Aprendi sim e muito bem com o meu inesqueciacutevel Prof Franccedila como se polarizava uma vaacutelvula como se utilizavam as suas curvas e como se fazia o circuito funcionar
Era isto que eu queria saber sobre os transistores e que aqueles ldquoprofessoresrdquo estudantes de engenharia natildeo ensivam porque tambeacutem natildeo sabiam
Natildeo desisti Mesmo sem Internet e sem Google era 1967 descobri um pequeno livrinho da RCA americana que consegui que chegasse agraves minhas matildeos aqui no Brasil (natildeo perguntem como consegui esta faccedilanha nem lembro mais) e que explicava com muita clareza como o transistor funcionava
Por volta de 1970 quando comecei a dar aula de Eletrocircnica aquele livrinho era a minha fonte de inspiraccedilatildeo para preparar as aulas
Para encurtar este prefaacutecio antes que ele se transforme numa auto biografi a quero dizer que ano apoacutes ano venho percebendo que se precisa simplifi car cada vez mais a maneira de ensinar para quem estaacute comeccedilando a estudar alguma coisa seja Eletrocircnica ou o que for
Estamos no seacuteculo XXI e os meacutetodos de ensino e muitos livros ainda estatildeo no seacuteculo XIX
No meu ponto de vista primeiro o aprendiz precisa entender para que serve aquilo que estatildeo tentando lhe ensinar Mais tarde se for do seu interesse ele iraacute se aprofundar no assunto
Costumo resumir este meu ldquomeacutetodo didaacuteticordquo dizendo - ningueacutem precisa saber como funciona o aparelho digestoacuterio para almoccedilar e jantar
Este seraacute o caminho seguido neste livro - primeiro a gente come depois a gente digere a comida
Espero que funcione e que vocecirc natildeo tenha uma indigestatildeo de conhecimentos
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
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Sumaacuterio
Capiacutetulo 1 Onde trataremos do que vocecirc precisa ter em matildeos para comeccedilar a estudar e aprender Eletrocircnica
O que eacute obrigatoacuterio para comeccedilar a estudar 13 Continuando as compras 14
Capiacutetulo 2 Vocecirc vai comeccedilar a aprender a usar o multiacutemetroVai ser emocionante
Tensatildeo ou voltagem por onde tudo comeccedila 17 Mais uma escala do multiacutemetro 21
Capiacutetulo 3
Neste capiacutetulo estudaremos um componente sempre presente nos circuitos eletrocircnicos o resistor
Sem resistor natildeo daacute pra ser feliz 25 Resistor resistecircncia e coacutedigo de cores 26 Finalmente o coacutedigo de cores 27 Descobrindo o valor da resistecircncia do resistor do resistor atraveacutes do coacutedigo de cores 28 Algumas complicaccedilotildees com o coacutedigo de cores 29 Por que tantos tamanhos de resistores 31
Capiacutetulo 4 Neste capiacutetulo comeccedilaremos a estudar a funccedilatildeo do resistor nos circuitos Para isso precisaremos estudar a relaccedilatildeo dos resistores com a tensatildeo e a corrente eleacutetrica ou a famosa Lei de Ohm Comeccedilando a usar resistores 33 Calculando o valor de um resistor ou conhecendo a Lei de Ohm34 Montando o circuito e fazendo algumas mediccedilotildees 35 Uma conclusatildeo importante 36 Medindo corrente 37 Caracteriacuteticas do circuito seacuterie 39 Usando a Lei de Ohm para descobrir a corrente 39
Capiacutetulo 5
Comeccedilaremos a estudar o primeiro componente eletrocircnico propriamente dito e suas aplicaccedilotildees Trats-se do DIODO semicondutor e os circuitos retifi cadores
Um blaacute-blaacute-blaacute preliminar mas importante 41 Testando diodos com o muacuteltiacutemetro digital 43 Algumas consideraccedilotildees sobre o teste de diodos 44 Descobrindo se o diodo estaacute OK ou natildeo 44 Uma aplicaccedilatildeo para os diodos os circuitos retifi cadores 45
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores Da tensatildeo alternada para a contiacutenua 45 Funcionamento de uma ponte retifi cadora 49 Entra em cena o capacitor 51 O que se usa na praacutetica 52 Retifi caccedilatildeo de onda completa em ponte 53 Comeccedilando a construir uma fonte de alimentaccedilatildeo 54 Como escolher um diodo 57 Capiacutetulo 6 Embora ainda tenhamos muito que falar sobre diodos e fontes de alimentaccedilatildeo vamos dar uma breve pausa no tema para introduzir outro componente importantiacutessimo o transistor bipolar
O que eacute um transistor 60 Da teoria para a praacutetica 62 Como funciona um transistor 63 Vamos praticar acendendo o LED com o dedo 65 Substituindo o dedo por um resistor 67 Aprendendo a polarizar um transistor 68 Alguns paracircmetros dos transistores BJT 69 Identifi cando base emissor e coletor e testando um transistor com um multiacutemetro digital71 Como descobrir o hfe de um transistor 75 Trabalhando com o transistor PNP 76
Capiacutetulo 7
Neste capiacutetulo voltaremos a falar de resistores mas natildeo aqueles que estudamos no capiacutetulo 3 Trataremos de resistores cuja resistecircncia varia em funccedilatildeo de fatores externos como luz e temperartura por exemplo Estudaremos tambeacutem resistores variaacuteveis chamados de ponteciocircmetros Resistores especiais sensores ou transdutores 78 LDR - Light Dependence Resistor 78 Sensores teacutermicos NTC e PTC 79 Outros sensores 81 Potenciocircmetros e reostatos 81 Qual a diferenccedila entre potenciocircmetro e resostato82 Potenciocircmetro linear ou logariacutetico 83 Jaacute ouviu falar em trimpots 85
Capiacutetulo 8
Um componente muito utilizado nos circuitos eletrocircnicos eacute o regulador de tensatildeo Neste capiacutetulo vocecirc aprenderaacute um pouco sobre eles e suas aplicaccediloes
Reguladores de tensatildeo integrados 87 Por que precisamos de reguladores de tensatildeo 87 Reguladores de tensatildeo de trecircs terminais 89 Eacute fazendo que se aprende 90 Entendendo um pouco os paracircmetros dos reguladores de tensatildeo 91 Regulador de tensatildeo com saida ajustaacutevel 93 A primeira montagem a gente nunca esquece 95
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Capiacutetulo 9
Neste capiacutetulo vocecirc estudaraacute os diodos Zener bem como algumas de suas aplicaccedilotildees
O que eacute um diodo Zener 98 O diodo Zener na praacutetica 100 Paracircmetros de um diodo Zener 101 Colocando a teoria na praacutetica 102 Foacutermulas para o caacutelculo do resitor shunt 104
Capiacutetulo 10
Neste capiacutetulo estudaremos mais um componente passivo depois dos resistores muito importante e sempre presente nos circuitos eletrocircnicos - os capacitores Aproveitaremos para comeccedilar a estudar o conceito de impedacircncia Capacitacircncia e capacitor 107 Tipos de capacitores 108 Entendendo os valores dos capacitores 109 O que satildeo multiplos e sub multiacuteplos 110 Os capacitores eletroliacuteticos 114 O comportamento do capacitor em corrente contiacutenua 117 O comportamento do capacitor em corrente alternada 121 O que eacute reatacircncia capacitiva 124 O importante conceito de impedacircncia 126
Capiacutetulo 11 Neste capiacutetulo voltarei aos transistores para estudarmos as teacutecnicas de polarizaccedilatildeo para aplicaccedilatildeo do transistor como amplifi cador e outras coisinhas mais
Polarizando o transistor bipolar 129 Entendendo o que eacute ganho136 Vantagens de desvantagens de cada confi guraccedilatildeo 136 Aumentando o ganho de um amplifi cador 140 Paracircmetros dos transistores e regiotildees de operaccedilatildeo 141 O transistor Darlington 144 Testando o Darligton com o multiacutemetro Digital 145
Capiacutetulo 12 Este seraacute um capiacutetulo dedicado aos dispositivos semicondutores oacutepiticos cada vez mais utilizados em diversos projetos
Algumas palavras sobre luz 148 Dissecando o espectro eletromagneacutetico151 Foto diodos e foto transistores152 O acoplador oacuteptico154
Capiacutetulo 13 Este capiacutetulo trataraacute dos indutores popularmente conhecidos como bobinas e suas aplicaccedilotildees mais usuais como releacutes e altofalantes
Blaacute-blaacute-blaacute preliminar sobre indutores 157
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores Breves noccedilotildees sobre eletromagnetismo 158 O indutor em corrente contiacutenua 165 O indutor em corrente alternada 169 Reatacircncia indutiva170 Releacute uma aplicaccedilatildeo do eletromagnetismo171 A impedacircncia no circuito RL 174 A impedacircncia do alto falante174
Capiacutetulo 14 Hora de ser apresentado a um ser quase em extinccedilatildeo o multiacutemetro analoacutegico Multiacutemetro Analoacutegico por onde tudo comeccedilou176 Como o multiacutemetro analoacutegico mede tensatildeo177 Medindo correntes maiores que a de fundo de escala do microampeiacutemetro179 Como medir tensotildees alternadas com um microamperiacutemetro analoacutegico 179 Como medir resistecircncia como o amperiacutemetro analoacutegico 181 O painel do multiacutemetro analoacutegico182 Testando diodos e transistores com o multiacutemetro analoacutegico185 Ohms por volt uma especifi caccedilatildeo importante188 Testando capacitores com multiacutemetro analoacutegico190 Capiacutetulo 15 Neste diodo vocecirc conheceraacute mais alguns diodos aleacutem do que foi estudado no capiacutetulo 5 Satildeo eles SCR TRIAC DIAC e SCHOTTKY
SCRs TRIACs e DIACs193 Epecifi caccedilotildees de SCRs e TRIACs196 O que eacute um DIAC198 Como testar um DIAC200 Diodo Schokley e diodo Schoktty200
Capiacutetulo 16 Vamos estudar um novo transistor os FETs e MOSFETs cada vez mais presentes nos circuitos eletrocircnicos e tambeacutem falar um pouco dos IGBTs
Field Eff ect Transistor mas pode me chamar de FET203 FETs simbologia nomenclaturas e etc204 Polarizando os FETs205 O que eacute um MOSFET ou IGFET207 MOSFET modo depleccedilatildeo ou enriquecido208 Alguns paracircmetros importantes dos MOSFETs211 O que eacute um IGBT214
Referecircncias bibliograacutefi cas 216
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
CAPIacuteTULO 1
Onde trataremos do que vocecirc precisa ter em matildeos para comeccedilar a estudar e aprender Eletrocircnica
Se vocecirc jaacute for um ldquoiniciadordquona Eletrocircnica
poderaacute dispensar a leitura deste capiacutetulo
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O que eacute obrigatoacuterio para comeccedilar a estudarNas lojas de eletrocircnica vocecirc
encontraraacute multiacutemetros digitais de qualidade razoaacutevel por menos de cinquenta reais e que atenderatildeo plenamente seus estudos iniciais
Comece com um modelo baacutesico similar ao da fi g1 mesmo que vocecirc esteja com dinheiro sobrando
Multiacutemetros muito sofi sticados acabaratildeo lhe confundindo neste estaacutegio inicial dos estudos
Fig 1 - Mult iacutemetro Digi ta l
Este eacute um dos pensamentos do holandecircs Comenius considerado o pai da didaacutetica moderna que viveu entre 1592 e 1670 (isso mesmo) e que iraacute nortear todo o trabalho deste livro
Em outras palavras para aprendermos alguma coisa de verdade precisamos praticar e no caso da Eletrocircnica precisamos de algumas ferramentas e peccedilas para realizar experimentos e tirar conclusotildees que nos faccedilam entender os conceitos e teorias para o resto da vida para nunca mais nos esquecermos delas
Natildeo daacute para aprender Eletrocircnica de verdade sem que tenhamos em matildeos um multiacutemetro digital portanto natildeo comece a ler o capiacutetulo 2 sem providenciar antes um deles para sua bancada (mesmo que ela seja a mesa da cozinha)
Isso custa muito caro
Bem os preccedilos podem variar de uns vinte reais ateacute mil ou mais
ldquoA educaccedilatildeo deveria comeccedilar pelos sentidos pois as experiecircncias sensoriais obtidas por meio dos objetos seriam internalizadas e mais tarde interpretadas pela razatildeordquo
Segure sua ansiedadeSe este eacute o seu primeiro
multiacutemetro a vontade de sair mexendo em tudo eacute irresistiacutevel (tambeacutem jaacute fui crianccedila) mas segure a sua ansiedade ateacute ser orientado e natildeo transformar felicidade em tristeza em poucos minutos
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CAPIacuteTULO 2
Vocecirc vai comeccedilar a aprender a usar o multiacutemetro
Vai ser emocionante
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresAntes poreacutem vocecirc precisa
lembrar que existem dois ldquotiposrdquo de tensatildeo uma chamada de ldquocorrente contiacutenuardquo e a outra de ldquocorrente alternadardquo
Se vocecirc natildeo sabe disso entatildeo veja meu livro de Eletricidade onde este assunto estaacute bem explicado no capiacutetulo 2
As pilhas e baterias fornecem tensatildeo do ldquotipo corrente contiacutenuardquo e a principal caracteriacutestica eacute que ela tem uma polaridade bem defi nida com um polo positivo e outro negativo
Por convenccedilatildeo o polo positivo costuma ser identifi cado pela cor vermelha e o polo negativo pela cor preta
A ldquocorrenterdquo continua eacute abreviada pela sigla CC ou DC (em inglecircs Direct Current) e representada pelo siacutembolo mostrado na fi g2
Fig2 - Siacutembolo de ldquoCorrenterdquo Contiacutenua
Agora temos que escolher a escala correta atraveacutes da chave rotativa
Sugiro que vocecirc acompanhe a fi g3 com seu multiacutemetro na matildeo
Pode haver uma pequena variaccedilatildeo de um marca para outra principalmente nos modelos mais caros mas o importante eacute que vocecirc procure a posiccedilatildeo onde estaacute o siacutembolo de ldquocorrenterdquo contiacutenua que foi mostrado na fi g2 e estaacute em destaque na fi g3
No nosso exemplo estaacute na parte superior agrave esquerda
Fig3 - Posiccedilotildees da chave seletora para ldquoCorrenterdquo Contiacutenua
Se vocecirc eacute um bom observador deve ter notado que neste ldquoblocordquo existem cinco possibildades de escolha que estatildeo identifi cadas por 1000 200 20 2000m e 200m
Estes nuacutemeros se referem ao valor maacuteximo de tensatildeo contiacutenua que a escala pode medir
Por exemplo se vocecirc vai medir uma tensatildeo de 500V teraacute que usar a posiccedilatildeo marcada com ldquo1000rdquo
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CAPIacuteTULO 3
Neste capiacutetulo estudaremos um componente sempre presente nos circuitos eletrocircnicos o resistor
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresDescobrindo o valor da resistecircncia do resistor
atraveacutes do coacutedigo de coresDentre os resistores que foram sugeridos para vocecirc comprar tem
alguns com as seguintes coresmarron-preto-vermelho e mais uma faixa que pode ser ouro ou prata que eacute a toleracircncia
Pegue um destes resistores como as cores indicadas acima e acompanhe na tabela abaixo para ver como seraacute feita a leitura do seu valor em ohms
Neste caso temos marron = 1 preto = 0 e vermelho = 2 poreacutem como eacute a terceira faixa ela signifi ca ldquovezes 100rdquo ou ldquodois zerosrdquo e o valor nominal do resistor eacute 1000 ohms que tambeacutem pode ser expresso como 1kohm (lembre-se que ldquokrdquo corresponde a mil)
Eacute provaacutevel que ainda exista uma quarta faixa na cor ouro que corresponde a 5 de toleracircncia entatildeo na hora que formos medir a resistecircncia destes resistores poderemos encontrar um valor entre 950 e 1050 ohms e estaacute tudo certo
No kit de resistores que foi sugerido para vocecirc comprar deve ter tambeacutem um resistor com as cores marron - preto - laranja
Qual eacute o valor deste resistor
Se vocecirc respondeu 10000 ohms ou 10 kohms e eu tenho certeza que respondeu parabeacutens
Supondo que a uacuteltima faixa eacute ouro entre que valores este resistores pode variar
Seria interessante que vocecirc conseguisse outros resistores e praticasse a leitura dos seus valores
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CAPIacuteTULO 4
Neste capiacutetulo comeccedilaremos a estudar a funccedilatildeo do resistor nos circuitos
Para isso precisaremos estudar a relaccedilatildeo dos resistores com a tensatildeo e a corrente eleacutetrica ou a famosa Lei de Ohm
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Voltemos ao nosso circui to Vol temos ao nosso circui to da f ig 2 para responder da f ig 2 para responder porque precisamos usar o porque precisamos usar o resistor em seacuter ie com o LED resistor em seacuter ie com o LED e qual o seu valor Para ta l e qual o seu valor Para ta l usaremos a Lei de Ohmusaremos a Lei de Ohm
A pr imeira coisa que vocecirc A pr imeira coisa que vocecirc precisa saber eacute que os precisa saber eacute que os LEDs natildeo suportam uma LEDs natildeo suportam uma tensatildeo maior que 3V em tensatildeo maior que 3V em seus terminais e portanto se seus terminais e portanto se ele for l igado diretamente agrave ele for l igado diretamente agrave bater ia de 9V era uma vez bater ia de 9V era uma vez um LED tatildeo boni t inho donde um LED tatildeo boni t inho donde vocecirc certamente jaacute concluiu vocecirc certamente jaacute concluiu porque precisamos usar o porque precisamos usar o resistorresistor
Estabeleceremos que a Estabeleceremos que a tensatildeo no LED seraacute apenas tensatildeo no LED seraacute apenas 2V o que nos daacute 7V sobre o 2V o que nos daacute 7V sobre o resistorresistor
Outro ponto que precisamos Outro ponto que precisamos saber para apl icar a Lei de saber para apl icar a Lei de Ohm e encontrar o valor Ohm e encontrar o valor do resistor eacute saber qual a do resistor eacute saber qual a corrente que o LED consomecorrente que o LED consome
O valor exato soacute pode ser O valor exato soacute pode ser obt ido atraveacutes do fabr icante obt ido atraveacutes do fabr icante mas na praacutet ica podemos mas na praacutet ica podemos trabalhar com 20mA que eacute t rabalhar com 20mA que eacute um valor bem usual para a um valor bem usual para a maior ia dos LEDs de maior ia dos LEDs de 5mm5mm
De posse destas duas De posse destas duas informaccedilotildees jaacute podemos informaccedilotildees jaacute podemos fazer as contasfazer as contas
Basta div id i r 7V por Basta div id i r 7V por 20mA o que nos daraacute 35020mA o que nos daraacute 350Entretanto este natildeo eacute um Entretanto este natildeo eacute um valor comercial O que valor comercial O que faremos entatildeofaremos entatildeo
Optaremos por 470Optaremos por 470 que que eacute um valor bem comum eacute um valor bem comum garant indo assim que a garant indo assim que a corrente no LED f icaraacute um corrente no LED f icaraacute um pouco menor que 20mA e natildeo pouco menor que 20mA e natildeo corremos o r isco de queimaacute-corremos o r isco de queimaacute-lolo
Montando o circuito e fazendo mediccedilotildeesFinalmente chegou a hora Finalmente chegou a hora
de montar o c i rcui to da de montar o c i rcui to da f ig2 e prat icar tudo que foi f ig2 e prat icar tudo que foi expl icado ateacute aqui expl icado ateacute aqui
Na f ig4 vocecirc tem a Na f ig4 vocecirc tem a montagem do circui to e a montagem do circui to e a medida da tensatildeo apl icada a medida da tensatildeo apl icada a ele que se lecirc no mult iacutemetro ele que se lecirc no mult iacutemetro digi ta l como 936Vdigi ta l como 936V
Embora noacutes tenhamos Embora noacutes tenhamos considerado 9V nos nossos considerado 9V nos nossos Fig 4 - Medindo a tensatildeo da bateria
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CAPIacuteTULO 5
Comeccedilaremos a estudar o primeiro componente eletrocircnico propriamente dito e suas aplicaccedilotildees
Trata-se do DIODO semicondutor e os circuitos retifi cadores
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Testando diodos com o multiacutemetro digitalVamos explorar mais Vamos explorar mais
uma apl icaccedilatildeo para o seu uma apl icaccedilatildeo para o seu mult iacutemetro digi ta l que eacute o mult iacutemetro digi ta l que eacute o teste de diodosteste de diodos
Pegue o seu mult iacutemetro Pegue o seu mult iacutemetro e coloque a chave seletora e coloque a chave seletora na posiccedilatildeo onde existe o na posiccedilatildeo onde existe o siacutembolo de um diodo como siacutembolo de um diodo como mostrado na f ig6mostrado na f ig6
Fig 6 - Posiccedilatildeo da chave para teste de diodos no multiacutemetro digital
O proacuteximo passo seraacute pegar O proacuteximo passo seraacute pegar o diodo 1N4007 e apl icar a o diodo 1N4007 e apl icar a ele as ponteiras vermelha ele as ponteiras vermelha e pretas das duas maneiras e pretas das duas maneiras indicadas nas f igs 7a e7bindicadas nas f igs 7a e7b
Na f ig7a o diodo estaacute Na f ig7a o diodo estaacute polar izado diretamente A polar izado diretamente A ponteira preta (negat iva) ponteira preta (negat iva) estaacute l igada no lado da faixa estaacute l igada no lado da faixa que corresponde ao caacutetodoque corresponde ao caacutetodo
Veja a le i tura no Veja a le i tura no display display em cada casoem cada caso
Fig 7a- Diodo polarizado diretamente
Na f ig 7b o diodo estaacute Na f ig 7b o diodo estaacute polar izado inversamente A polar izado inversamente A ponteira vermelha (posi t iva) ponteira vermelha (posi t iva) estaacute l igada no lado da faixa estaacute l igada no lado da faixa que corresponde ao caacutetodoque corresponde ao caacutetodo
Fig 7b- Diodo polarizado inversamente
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Antes de analisarmos como este circuito iraacute fazer a ldquomaacutegicardquo de transformar uma senoacuteide numa onda completa pulsante como a da fi g 14 vamos ver como ele aparece na praacutetica mostrando um recorte de uma placa de um equipamento
Fig 16 - Ponte retifi cadora com diodos
Haacute uma outra maneira dele aparecer nos circuitos que eacute de forma integrada como se vecirc na fi g 17 onde os quatro diodos estatildeo ldquoescondidosrdquo na pastilha com quatro terminais
Fig 17- Ponte retifi cadora integrada
Funcionamento da ponte retif icadoraNa fi g 18 temos a confi guraccedilatildeo
baacutesica de um circuito retifi cador em ponte onde vemos que a alimentaccedilatildeo AC estaacute ligada aos pontos A e B e a carga representada por um resistor estaacute entre os pontos C e D Note que jaacute foi usado o siacutembolo de ldquoterrardquo ou ground para vocecirc ir se familiarizando com a forma como satildeo desenhados os esquemas dos equipamentos
Para entender como este circuito consegue transformar a onda senoidal de entrada em uma onda pulsante positiva aproveitando os dois semi-ciclos da senoacuteide vamos analisaacute-lo em duas etapas
Fig 18- Circuito retifi casdor em Ponte
Na fi g 19 veremos o comportamento dos diodos durante o semi-ciclo positivo e na fi g 20 durante o semi-ciclo negativo
Note que os quatro diodos denomidados D1 D2 D3 e D4 conduziratildeo dois a dois de cada vez
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventorescarga ateacute o ponto B do proacuteximo semiciclo
Graccedilas agrave colocaccedilatildeo do capacitor de fi ltro a tensatildeo na carga passaraacute a ter a forma de onda mostrada na fi g23 que jaacute daacute para perceber que estaacute se aproximando de uma tensatildeo contiacutenua
Fig 23 - Forma de onda com capacitor de fl ltro no retifi cador meia onda
Repare que ainda existe uma ondulaccedilatildeo que eacute denominada riplle (leia-se ripocircu) a qual podemos fazer que seja bem reduzida dependendo do valor do capacitor de fi ltro escolhido ou melhor calculado
Por enquanto natildeo trataremos do valor do capacitor vamos nos
Fig 24 - Forma de onda com capacitor de fl ltro no retifi cador de
onda completa
O que se usa na praacuteticaParece oacutebivio que a retifi caccedilatildeo de
onda completa fornece uma tensatildeo contiacutenua de melhor qualidade do que a meia onda o que poderia nos levar a pensar que esta natildeo deve ser usada na praacutetica
Entretanto os dois tipos satildeo utilizados dependendo dos objetivos do projeto
Atualmente os equipamentos utilizam mais a retifi caccedilatildeo de onda completa em ponte embora em alguns poucos casos possa se optar pelo circuito chamado meia ponte que tambeacutem fornece uma retifi caccedilatildeo de onda completa utilizando apenas dois diodos em vez de quatro mas exigindo o uso de um transformador como veremos a seguir
prender apenas a parte conceitual
Imagine agora que a mesma soluccedilatildeo de colocar um capacitor em paralelo com a carga fosse adotada num circuito retifi cador de onda completa cuja tensatildeo na carga tem o aspecto da fi g 24
Eacute faacutecil imaginar que o ripple iraacute diminuir e o capacitor vai ldquoter menos trabalhordquo para alimentar a carga num intervalo de tempo menor
Acompanhe na fi g 24 abaixo
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Retif icaccedilatildeo de onda completa em meia ponteO circuito da fi g25 tambeacutem
forneceraacute uma retifi caccedilatildeo de onda completa da mesma forma que o circuito em ponte apresentado na fi g 18 utilizando apenas dois diodos que satildeo ligados ao secundaacuterio de um transformador cujo enrolamento tem uma derivaccedilatildeo central
Para entender como este circuito funciona precisamos antes entender como o transformador funciona neste caso
O enrolamento do secundaacuterio tem uma derivaccedilatildeo central denominado CT que signifi ca center tap (tomada central) que iraacute atuar como ponto de referecircncia em relaccedilatildeo as extreminades A e B do enrolamento
Considerando o CT como nossa referecircncia quando o ponto A estiver no semiciclo positivo em relaccedilatildeo a CT o diodo D1 estaraacute conduzindo fazendo com que este semiciclo positivo apareccedila na carga
Por outro lado o ponto B estaraacute ldquovendordquo um semiciclo negativo em relaccedilatildeo ao CT e portanto D2 estaraacute cortado neste momento
No semiciclo negativo da tensatildeo no secundaacuterio do transformador a situaccedilatildeo se inverteraacute fazendo
Fig 25 - Circuito retifi cador de onda completa em meia ponte
com que o ponto B fi que positivo em relaccedilatildeo ao CT e D2 passaraacute a conduzir fazendo com que a carga ldquovejardquo novamente um semiciclo positivo
Consegue-se assim obter uma onda pulsante que aproveita os dois semiciclos da senoacuteide mas aparecem positivos na carga similar ao que aconteceu com o circuito em ponte
Daiacute pra frente a aplicaccedilatildeo do capacitor de fi ltro em paralelo com a carga natildeo muda nada e nos daraacute uma tensatildeo continua similar a da fi g24
Para economizar dois diodos tivemos que pagar um preccedilo maior que foi colocar um transformador
Em princiacutepio parece que o tiro saiu pela culatra mas veremos adiante que agraves vezes vale apena usar este circuito
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Caacutelculo do capacitor de fi ltro para um retifi cador de meia onda
Caacutelculo do capacitor de fi ltro para um retifi cador de onda completa
Antes de passarmos a um exemplo numeacuterico vale a pena fazer dois breves comentaacuterios
No primeiro chamamos a atenccedilatildeo de que como bom observador que vocecirc deve ser notou que a diferenccedila entre as duas foacutermulas estaacute apenas no fator 500 e 250 que aparece no numerador
Sendo assim a capacitacircncia em meia onda teraacute um valor duas vezes maior do que em onda completa considerando-se eacute claro mantido os demais paracircmetros fato que jaacute deveria ser esperado
A segunda observaccedilatildeo eacute mais de caracter defensivo antes que algueacutem venha se manifestar quanto a simplicidade da foacutermula e a falta de justifi cativas (leia-se demonstraccedilatildeo matemaacutetica) para se chegar a ela
O escopo deste livro eacute a
objetividade e o alvo satildeo estudantes hobbistas e ldquoinventoresrdquo
O que se pretende com o caacutelculo eacute chegar a um valor aproximado da capacitacircncia para que a partir dele se escolha o mais adequado em conformidade com o que o mercado oferece
Dito isto vamos a um exemplo
Imagine que se pretende montar uma fonte em meia onda para fornecer 12VDC a uma carga que consome no maacuteximo 500mA e o fator de ripple aceitaacutevel seja de 10
Qual o valor do capacitor a ser usado
Como a fonte eacute de meia onda vamos usar a foacutermula com o fator 500 e obteremos 2083F Na praacutetica usaremos 2200F25V
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CAPIacuteTULO 6
Embora ainda tenhamos muito que falar sobre diodos e fontes de alimentaccedilatildeo vamos dar uma breve pausa no tema para introduzir outro componente importantiacutessimo o transistor bipolar
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Natildeo irei adentrar nas ldquoentranhasrdquo dos transistores porque natildeo haacute nenhum interesse para um principiante saber isso Natildeo quero incorrer no mesmo erro dos meus primeiros professores
Seguirei um caminho pouco convencional
Suponhamos que vocecirc vai a uma sorveteria onde soacute haacute dois sabores de sorvete e vocecirc pode montar
Fig 1 - ldquosorveterdquo ou transistor PNP
um sorvetatildeo de trecircs camadas com estes dois sabores de modo que duas camadas do mesmo sabor natildeo podem fi car juntas uma da outra
Chamemos um sabor de P e outro de N
Vocecirc concorda que temos duas opotildees de sorvete conforme mostrado nas fi g 1 e 2
Fig 2 - ldquosorveterdquo ou transistor NPN
Agora que vocecirc jaacute aprendeu como se ldquofabricardquo um transistor bipolar vamos dar nomes a cada uma das nossas ldquocamadasrdquo
A ldquocamadardquo do meio cujo tipo de semicondutor soacute aparece uma vez seraacute chamada de base e as outras duas natildeo importa muito se estaacute em cima ou embaixo seratildeo chamadas de emissor e condutor
Na praacutetica precisamos usar uma simbologia para representar os transistores (antes que o sorvete derreta) assim como fi zemos com os diodos
Fig 3 - Siacutembolo do transistor PNP
Fig 4 - Siacutembolo do transistor NPN
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Substituindo o dedo por um resistorNem sempre estaremos
disponiacuteveis ou podemos emprestar nosso dedo para operar o circuito da fi g10 entatildeo eacute melhor arranjar outro jeito
Que tal fornecer a corrente para a base ou como se diz tecnicamente polarizar a base com a fonte que alimenta o circuito que neste caso eacute uma bateria de 9V
Uma sugestatildeo para conseguir isto (natildeo a uacutenica) eacute a mostrada na fi g12 onde foi colocado um resistor de 47kligando a base ao positivo da bateria
Eacute claro que eu vou sugerir que vocecirc monte o circuito e veja se funciona (se natildeo funcionar a culpa natildeo eacute minha) A fi g 13 vai dar uma ajudinha
E aiacute jaacute descobriu o que teria que fazer para usar um transistor PNP no lugar do NPN
Se vocecirc eacute um sujeito curioso e eu espero que seja porque a curiosidade eacute o primeiro passo para se aprender alguma coisa talvez tenha montado o circuito usando por exemplo um BC557 que eacute o ldquoirmatildeordquo PNP do BC547
Se fez deve ter fi cado um pouco
Fig 12 - Polarizaccedilatildeo da base
Fig 13 - Circuito com polarizaccedilatildeo da base
frustrado porque natildeo funcionou
Que bom que natildeo funcionou assim vocecirc teraacute que estudar mais um pouquinho
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresAprendendo a polarizar um transistor
Para aprender como se polariza um transisrtor precisamos conhecer duas regras baacutesicas
Vamos substituitr nossos ldquomodelos sorveterdquo dos transistores das fi g 1 e 2 por um outro menos gostoso poreacutem mais teacutecnico ulitizando diodos
Acompanhe na fi g14
Nunca eacute demais lembrar que na fi g14 temos MODELOS cuja fi nalidade eacute meramente didaacutetica para ilustrar como eacute um transistor ldquopor dentrordquo o que NAcircO signifi ca que se ligarmos dois diodos deste jeito teremos ldquofabricadordquo um transistor
Fig 14 - Modelo de transistores com diodos
Para polar izar um transistor temos que apl icar as regras ldquoverde e amarelordquo ao lado
Vamos fazer isto comeccedilando com um transistor NPN e usando nosso modelo didaacutet ico com diodos
Precisamos escolher um dos terminais (perninhas) do transistor como referecircncia para l igar nossa fonte ou bater ia
Temos trecircs terminais logo teremos trecircs possibi l idade
Comeccedilarei usando o emissor como referecircncia que eacute o mais usado na praacutet ica geralmente conhecido como emissor comum
Veja f ig 15 para um NPN
Fig 15 - Polarizaccedilatildeo emissor comum para um NPN
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresVejamos entatildeo como
faremos para usar o mult iacutemetro digi ta l na funccedilatildeo diodo af im de aval iar um transistor
Se natildeo soubermos de antematildeo quais satildeo os terminais teremos que descobr i r por tentat iva e erro
Como satildeo trecircs terminais e duas medidas de cada vez teremos um total de seis medidas a serem real izadas
A melhor maneira de entender e aprender eacute fazendo
Pegue o t ransistor BC547 e ldquo faccedila de contardquo que vocecirc natildeo sabe que ele eacute NPN e natildeo conhece a conf iguraccedilatildeo dos terminais que chamaremos de 12 e 3 como mostra a f ig19
Fig 18 - Funccedilatildeo usada para testar diodos e transistores
Fig 19 - Transistor ldquodescohnecidordquo
Vocecirc teraacute que fazer duas medidas para cada par de terminais como mostra o exemplo das f ig20 e 21 para os terminais 2 e 3
Figs 20 e 21 - Medindo a junccedilatildeo 2-3
Observe que a di ferenccedila entre a f ig 20 e a 21 foi a inversatildeo de polar idade das ponteiras
Na f ig20 obt ivemos uma determinada le i tura d
o display aqui representada como ldquoxxxrdquo logo a junccedilatildeo 2-3 estaacute polar izada diretamente e na f ig21 natildeo obt ivemos nenhuma lei tura o que indica a junccedilatildeo estaacute polar izada
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Achou compl icado
Monte uma tabela como a mostrada a seguir e preencha
com os resul tados obt idos nas le i turas e veraacute como f ica faacuteci l descobr i r os terminais e o t ipo do transistor ldquomister ioso
Um exemplo real vai a judar a vocecirc a entender como preencher a tabela
Como chegamos a conclusatildeo sobre os terminais e o t ipo do transistor atraveacutes dos valores da tabela
A contruccedilatildeo do transistor eacute ta l que a base funciona como uma espeacutecie de terminal comum ao emissor e coletor
Se olharmos a tabela do exemplo perceberemos que a le i tura entre os terminais 1 e 3 natildeo apresentou nenhuma medida nas duas polar izaccedilotildees logo esses terminais devem ser das duas camadas externas do ldquosorveterdquo que montamos assim sendo o terminal 2 deve ser a camada do meio
e portanto eacute a base do nosso transistor
Mas ainda haacute uma questatildeo a ser resolv ida qual terminal eacute emissor e qual eacute coletor
Se vocecirc olhar atentamente a tabela-exemplo notaraacute que a le i tura dos terminais 1-2 eacute l igeiramente maior que a dos terminais 2-3
Na maior ia das vezes isto acontece e eacute justamente aiacute que estaacute o pulo do gato para ajudar a decidir quem eacute emissor e coletor
Veja a regr inha a seguir que vale 99 das vezes
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CAPIacuteTULO 7
Neste capiacutetulo voltaremos a falar de resistores mas natildeo aqueles que estudamos no capiacutetulo 3Trataremos de resistores cuja resistecircncia varia em funccedilatildeo de fatores externos como luz e temperartura por exemploEstudaremos tambeacutem resistores variaacuteveis chamados de ponteciocircmetros
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
Os resistores estudados no capiacutetulo 3 tecircm um valor de resistecircncia f ixo e o valor desta resistecircncia natildeo seraacute inf luenciado por agentes externos como luz ou temperatura por exemplo
Neste capiacutetulo t ratarei de dois t ipos ldquoespeciaisrdquo de resistores que tambeacutem satildeo classi f icados como sensores ou transdutores
O termo sensor natildeo requer maiores expl icaccedilotildees Um sensor eacute algo que ldquosenterdquo alguma coisa como por exemplo uma var iaccedilatildeo de
Resistores ldquoespeciaisrdquo sensores ou transdutoresintensidade luminosa ou de temperatura
Jaacute a palavra transdutor (natildeo vaacute confundir com tradutor)pode soar estranha a um novato
Numa def in iccedilatildeo bem baacutesica podemos dizer que um transdutor eacute um disposi t ivo capaz de transformar uma grandeza f iacutes ica em outra
Um al to fa lante eacute um transdutor que transforma em som a energia mecacircnica das vibraccedilotildees de um cone
LDR - Light Dependence Resistor
Na f ig 1 noacutes vemos o aspecto f iacutes ico e a s imbologia de um LDR cuja s ig la pode ser t raduzida como Resistor Dependente da Luz e obviamente vocecirc jaacute concluiu que ele se enquadra na categor ia dos ldquoespeciaisrdquo ou sensores
Podem ser encontrados em diversos tamanhos e fa ixas de resistecircncia
Compre um (ou vaacuter ios)LDR em uma loja de
mater ia l e letrocircnico e meccedila a resistecircncia com o mult iacutemetro digi ta l fazendo var iar a luz incidente sobre ele e observe a var iaccedilatildeo da mesma que vai desde um valor miacutenimo com muita luz ateacute um valor maacuteximo na ausecircncia de luz
Fig 1 - Aspecto de um LDR Coacutep
ia d
e D
IVU
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O -
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UM
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PAacute
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UM
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Outros sensoresVale mencionar t recircs outros
sensores menos conhecidos que podem ser uacuteteis pr incipalmente para hobistas que se dedicam agrave roboacutet ica Satildeo eles
Sensor de Forccedila ou Pressatildeo
Sensor de Umidade
Magneto resistor
Potenciocircmetros e reostatos
Fig 7 - Alguns tipos de potenciacuteocircmetros
Na f ig 7 temos alguns t ipos de potenciocircmetros que embora natildeo se enquadrem na categor ia de sensores podem se enquadrar no que chamei de ldquoresistores especiasrdquo que eacute o objet ivo deste capiacutetulo
Potenciocircmetros ou reostatos satildeo em essecircncia resistores cuja resistecircncia pode ser escolhida ou var iada pelo usuaacuter io atraveacutes do movimento mecacircnico de um eixo
Fig 8 - Construccedilatildeo de um potenciocircmetro
Observe na f ig8 que o disposi t ivo possui uma resistecircncia f ixa entre os extremos A e B e que atraveacutes da rotaccedilatildeo do cursor pode-se escolher um valor de resistecircncia entre o terminal central C e os terminais extremos A ou B Acompanhe a f ig9
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CAPIacuteTULO 8
Um componente muito utilizado nos circuitos eletrocircnicos eacute o regulador de tensatildeoNeste capiacutetulo vocecirc aprenderaacute um pouco sobre eles e suas aplicaccediloes
Coacutep
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresSe vocecirc estaacute querendo saber
como eu descobr i que temos que colocar os resistores R1 e R2 mostrados na f ig9 eu jaacute lhe respondo- no appl icat ion note do fabr icante do LM317 que pode ser encontrado na Internet
O appl icat ion note eacute um documento fornecido pelo fabr icante de um componente eletrocircnico onde ele daacute todas as informaccedilotildees necessaacuter ias para se ut i l izaacute- lo corretamente
Pois bem anal isando o appl icat ion note vocecirc descobr i raacute tambeacutem como ldquoencontrarrdquo os valores de R1 e R2
Vou lhe dar uma ajudinha e colocar na f ig10 um pedaccedilo do appl icat ion note obt ido no si te da OnSemiconductors que eacute atual nome da Nat ional
Estaacute tudo em inglecircs
Vaacute se acostumando porque eacute assim mesmo Pior ser ia se est ivesse em chinecircs
Na praacutet ica pode-se simpl i f icar a conta usando-se a foacutermula da f ig11
Fig 9 - Como usar o LM317
Fig 10 - Como calcular R1 e R2
Fig 11 - Caacutelculo simplifi cado de R1 e R2
Agora vem a melhor parte saiba que na Internet vocecirc encontraraacute calculadoras on l ine para achar estes valores sem precisar fazer contas
Encerrarei este capiacutetulo com chave de ouro propondo-lhe uma montagem muito uacutet i l
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A primeira montagem a gente nunca esqueceVocecirc chegou a um ponto da
le i tura deste l ivro em que jaacute pode usar os conhecimentos adquir idos ateacute aqui para real izar a sua pr imeira montagem que embora simples seraacute de grande ut i l idade no seu aprendizado de Eletrocircnica
Vou propor que vocecirc monte uma fonte de al imentaccedilatildeo para sua bancada de in ic iante
A fonte proposta aqui teraacute as seguintes caracteriacute t icas pr incipais
1) Entrada - 127V ou 220V
2) Corrente maacutexima de saida - 1A
3) Uma tensatildeo de saiacuteda f ixa igual a 5V
4) Uma tensatildeo de saiacuteda var iaacutevel de 125V a 15V
Na f ig12 vocecirc encontraraacute o esquema da fonte e na f ig13 temos um outro esquema chamado diagrama em blocos que costuma ser muito uacutet i l para se anal isar o funcionamento de um circui to
No diagrama em blocos natildeo desenhamos os siacutembolos do componentes que compotildee o c i rcui to e s im como o proacutepr io nome sugere temos apenas blocos mostrando de forma geneacuter ica o que cada parte do circui to faz
Eacute importante vocecirc comeccedilar a se fami l iar izar com este t ipo de raciociacutenio e sempre que possiacutevel tentar construir um diagrama em blocos do projeto que vocecirc quer construir ou ldquo inventarrdquo
Finalmente da f ig14 temos a repet iccedilatildeo do circui to da f ig12 mostrando aacutereas pont i lhadas para ajudaacute- lo a entender como se controacutei um diagrama em blocos
O pr imeiro passo para a montagem da fonte eacute sem duacutevida a aquis iccedilatildeo dos componentes cuja l is ta estaacute na paacutegina seguinte
Exi tem basicamente duas maneiras para fazer a montagem ut i l izar uma placa de circui to impresso especialmente desenhada para a fonte ou ut i l izar uma placa padronizada
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CAPIacuteTULO 9
Neste capiacutetulo vocecirc estudaraacute os diodos Zener bem como algumas de suas aplicaccedilotildees
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No capiacutetulo 5 quando vocecirc foi apresentado ao diodo ret i f icador lhe fo i d i to que o diodo deve ser polar izado diretamente ( forward em inglecircs) para poder conduzir o que signi f ica que o terminal correspondente ao anodo deve ser l igado ao posi t ivo da bater ia ou da fonte de al imentaccedilatildeo
E o que acontecer ia se polar izaacutessemos um diodo reversamente e fossemos aumentando a tensatildeo sobre ele como mostra a f ig1
Laacute por 1934 mais ou menos um f iacutes ico estadunidense chamado Clarence ZENER descobr iu que mater ia is isolantes sofr iam um colapso (breakdown ) no isolamento quando submetidos a uma determinada tensatildeo que foi denominada tensatildeo de ruptura (breakdown em inglecircs)
Esta descoberta fo i apl icada mais tarde aos diodos numa exper iecircncia s imi lar a da f ig1 e part i r daiacute foram fabr icados diodos para t rabalhar especif icamente com tensatildeo reversa e que
O que eacute um diodo Zener
foram denominados diodos Zener em homenagem ao ldquodescobr idorrdquo do fenocircmeno f iacutes ico de breakdown
Bem isto eacute soacute uma cur iosidade mas acho que vale a pena contar para enr iquecer sua cul tura geral O que interessa mesmo eacute o que vem a seguir
No capiacutetulo 5 euproposi ta lmente deixei de apresentar um graacutef ico mostrando a var iaccedilatildeo da corrente no diodo em funccedilatildeo da tensatildeo apl icada a ele
Vocecirc vai ver este graacutef ico agora na f ig2 onde temos o comportamento da corrente no diodo em duas si tuaccedilotildees polar izaccedilatildeo direta (a direi ta) e reversa (a esquerda)
Fig 1 - Polarizando um diodo reversamente
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A seguir temos o caacutelculo do resistor shunt (Rs) bem como da potecircncia do Zener para cada um dos trecircs casos
Nos trecircs casos podemos concluir que um Zener de 500mW atende ao circui to
Quanto ao resistor podemos exper imentar 120 100e 68 ue satildeo os valores comerciais mais proacuteximos para cada caso
Os caacutelculos servem apenas como uma referecircncia prel iminar Devemos montar o c i rcui to a anal isar os resul tados prat icamente
Eacute possivel encontar outras maneiras de se real izar estes caacutelculos mas no f im das contas todas se baseiam na ldquoeternardquo Lei de Ohm
Seria interessante vocecirc prat icar este c i rcui to
Caacutelculo do resistor shunt para cada caso
Por enquanto vou f icando por aqui com este assunto sobre os diodos Zener
Como prel iminar isto jaacute eacute suf ic iente por enquanto
Natildeo eacute a intenccedilatildeo esgotar um assunto num uacutenico capiacutetulo e deixar de estudar outras coisas O obej t ivo do l ivro eacute que vocecirc comece conhecendo o baacutesico
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CAPIacuteTULO 10
Neste capiacutetulo estudaremos mais um componente passivo depois dos resistores muito importante e sempre presente nos circuitos eletrocircnicos - os capacitores Aproveitaremos para comeccedilar a estudar o conceito de impedacircncia
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores4) pico = 0000 000 000
001 (um tr i lh ioneacutesimo) O pico eacute s imbol izado pela letra p minuacutescula Na Eletrocircnica ldquoant igardquo ainda no tempo das vaacutelvulas natildeo era muito comum usar-se picofarads e s im F
Uma forma que costuma ser usada para escrever os valores dos capaci tores pr incipalmente nos esquemas eacute ldquosubst i tu i r rdquo a viacutergula (ou ponto) pela letra que representa o siacutembolo do submuacutelt ip lo
Nada melhor que um exemplo para esclarecer
Um capaci tor de 12nF pode ser escr i to tambeacutem como ldquo1n2rdquo onde o F de farad foi sumaacuteriamente omit ido pois f ica subentendido que soacute pode ser F jaacute que estamos tratando de capaci tor
E tem mais na praacutet ica fa la-se ldquoum nano doisrdquo e estamos conversados
Outra coisa que costuma confundir a cabeccedila dos teacutecnicos ateacute mesmo veteranos eacute que este mesmo capaci tor ldquo1n2rdquo pode ser
representado tambeacutem por 1200pF
Esta ldquometamorfoserdquo nos nuacutemeros eacute um pouquinho mais di f iacutec i l de entender mas natildeo eacute nenhum bicho de sete cabeccedilas
Vocecirc reparou que um nano eacute mi l vezes maior que um pico
Taacute confuso
Entatildeo olha soacute1 nano = 0000 000 001(9 zeros antes do 1)
1 pico = 0000 000 000 001 (12 zeros antes do 1)
A di ferenccedila entre o nano e o pico eacute que o pico tem trecircs zeros a mais antes do 1 que o nano
Logo para t ransformar nano em pico colocamos estes t recircs zeros depois do 1 e teremos 1 nano = 1000 pico que tambeacutem pode ser escr i to como ldquo1kpFrdquo subst i tu indo-se o 1000 pela letra k (minuacutescula)
Em outras palavras temos que mult ip l icar o valor em nano por 1000 para que ele ldquov i rerdquo p ico
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A segunda armadura eacute obt ida por um papel embebido por um l iacutequido condutor de corrente eleacutetr ica chamado eletroacutel i to o qual entra em contato com uma segunda folha de alumiacutenio onde eacute preso o terminal negat ivo do capaci tor
A seguir todo este conjunto eacute enrolado t ipo um ldquobolo de rolordquo e colocado numa caneca de alumiacutenio que serviraacute tambeacutem como terminal negat ivo
Fig 4 - Bolo de rolo e o eletroliacutetico
Depois desta inusi tada expl icaccedilatildeo sobre a construccedilatildeo do capaci tor e letrol iacute t ico que todo mundo chama ldquona int imidaderdquo apenas de eletrol iacute t ico e que deve ter deixado vocecirc com a boca cheia drsquoaacutegua vale a pena comentar porque f iz isto
Duas satildeo as razotildees A pr imeira eacute para vocecirc ldquo f icar l igadordquo (sem trocadi lho) e NUNCA (NUNCA MESMO) l igar um eletrol iacute t ico com a polar idade invert ida a menos que vocecirc seja um aspirante a
terror ista e esteja interessado em fabr icar bombas caseiras porque ele vai explodir
A segunda razatildeo natildeo menos importante eacute que pelo processo de construccedilatildeo dos eletrol iacute t icos envolvendo uma reaccedilatildeo quiacutemica eles tendem a ldquoenvelhecerrdquo e se tornarem improacutepios para o consumo ou melhor para o uso
Em outras palavras cuidado ao tentar usar eletrol iacute t icos muito velhos e portanto natildeo recomendo a compra daqueles ldquosaldotildeesrdquo que agraves vezes aparecem nas lo jas de componentes eletrocircnicos O barato pode sair caro
Dentre os capaci tores os eletrol iacute t icos satildeo os mais ldquosensiacuteveisrdquo e um dos componentes passivos que apresentam o maior iacutendice de falhas
Eu costumo dizer ldquo sempre desconf ie de jacareacutes e eletrol iacute t icosrdquo e les satildeo traioccediloeiros
Esta eacute uma recomendaccedilatildeo especial para quem pretende se dedicar agrave manutenccedilatildeo de equipamentos eletrocircnicos
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresVoltando a questatildeo da
explosatildeo dos eletrol i t icos vale ressal tar que eles natildeo explodem apenas por conta da inversatildeo da polar idade tensatildeo apl icada ao capaci tor acima de sua tensatildeo de trabalho (work vol tage ) fa lhas no circui to ou ateacute mesmo no proacutepr io capaci tor temperatura elevada no equipamento e ainda tensatildeo al ternada podem provocar a explosatildeo
Jaacute que falei em temperatura eacute bom que vocecirc saiba que este tambeacutem eacute um paracircmetro importante na especi f icaccedilatildeo dos eletrol iacute t icos a leacutem eacute c laro da capaci tacircncia e da tensatildeo de trabalho
Os eletrol iacute t icos mais comuns satildeo fabr icados para suportar ateacute 85ordmC poreacutem podemos encontrar t ipos para 105ordmC e ateacute 125ordmC
Fig 6 - Eletroliacutetico explodido
Fig 5 - Especifi caccedilotildees dos eletroliacuteticos
Natildeo posso f inal izar este paragraacutefo sem falar de um paracircmetro dos eletrol iacute t icos que haacute alguns anos atraacutes natildeo era muito divulgado Trata-se da ESR
A sigla ESR signi f ica Equivalent Ser ie Resistance ou em portuguecircs Resistecircncia Seacuter ie Equivalente
Como assim estamos falando de capaci tores ou resistecircncias
Pois eacute todo capaci tor tem uma resistecircncia interna ldquoembut idardquo por construccedilatildeo e que deve ter o menor valor possiacutevel mas no caso dos eletrol iacute t icos costuma aumentar com a ldquo idaderdquo e provocar alguns transtornos
Natildeo i re i me aprofundar neste assunto aqui No meu si te tem art igos sobre isto
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresO que eacute reatacircncia capacit iva
Este eacute um concei to muito importante quando tratamos de capaci tores em corrente al ternada
Vol te ao circui to da f ig12 e me responda o seguinte a tensatildeo que apareceraacute sobre o resistor teraacute o mesmo valor que a tensatildeo apl icada ao ci rcui to seraacute maior ou menor
Maior parece impossiacutevel porque o capaci tor eacute um componente passivo e portanto natildeo eacute capaz de ampl i f icar um sinal
Entatildeo igual ou menor parece uma resposta razoaacutevel vocecirc natildeo acha
Sendo assim cabe uma segunda pergunta - o que inf luenciaraacute no valor da tensatildeo que apareceraacute sobre o resistor
Se vocecirc pensou em dizer que eacute o valor da capaci tacircncia do capaci tor eu dir ia que estaacute quente mas haacute um detalhe a mais para apreciarmos
A frequecircncia da senoacuteide tambeacutem iraacute inf luenciar o
que daacute para desconf iar se usarmos um pouco de imaginaccedilatildeo
Quanto maior for a f requecircncia da senoacuteide mais rapidamente o capaci tor se carrega e se descarrega o que faz aumentar a corrente no circui to e por conseguinte a tensatildeo sobre o resistor aumenta
Entatildeo o capaci tor atuou da mesma forma que um resistor em seacuter ie atuar ia oferecendo maior ou menor resistecircncia dependendo de sua capaci tacircncia e da frequecircncia da onda
Chama-se de reatacircncia capacit iva esta resistecircncia que o capaci tor oferece ao circui to quando estaacute submetido a uma tensatildeo alternada senoidal
Reparou que eu gr i fe i a uacutel t ima frase do paraacutegrafo acima
Isto porque soacute faz sentido em falar de reatacircncia capaci t iva quando temos temos tensatildeo al ternada senoidal
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresO importante conceito de impedacircncia
Se vocecirc tem envolv imento com eletrocircnica ou ateacute mesmo se eacute um cur ioso ou novato no ramo este eacute um termo que vocecirc jaacute deve ter ouvido
Mas vocecirc o que signi f ica impedacircncia
Jaacute que este capiacutetulo estaacute t ratando dos capaci tores vamos dar uma olhada no circui to da f ig14 onde temos um resistor em seacuter ie com um capaci tor ao qual eacute apl icada uma tensatildeo al ternada
Fig 14 - Impedacircncia em um circuito RCEmbora o tema seja
pert inente aos l ivros de eletroteacutecnica onde o le i tor poderaacute encontrar mais detalhe ju lgo importante mencionaacute- lo aqui
Na f ig14 do lado esquerdo temos a representaccedilatildeo da tensatildeo sobre o resistor e sobre o capaci tor
Observe que tensatildeo e corrente no resistor estatildeo em
fase entretanto no capaci tor estatildeo defasadas de 90ordm como jaacute v imos anter iormente
Caso esteja estranhando os desenhos onde tensatildeo e corrente estatildeo representadas por f lechinhas num sistema de eixos perpendiculares informo-lhe que esta eacute uma maneira de representar chamada de fasores e que ajuda a s impl i f icar o entendimento
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Vocecirc notou que a f lechina ( fasor) que representa a tensatildeo sobre o capaci tor estaacute apontando para baixo
Isto fo i fe i to porque no capaci tor a tensatildeo estaacute atrasada da corrente e que eacute tomada como referecircncia
Como o circui to eacute seacuter ie temos que a tensatildeo apl icada deve ser igual a tensatildeo no resistor (ER) somada com a tensatildeo no capaci tor (EC)
Por outro lado a resistecircncia total do c i rcui to seraacute igual a resistecircncia do resistor (R) somada com a resistecircncia do capaci tor que eacute denominada reatacircncia capaci t iva (XC)
Por causa desta defasagem esta natildeo eacute uma soma com a qual estamos acostumados desde cr iancinha onde 2 + 2 = 4
Trata-se de uma soma vetor ia l que eacute representada pela hipotenusa do tr iacircngulo da f ig15
Sent iu um cheiro de Teorema de Pi taacutegoras no ar
Pois bem eacute esta hipotenusa que representa a soma vetor ia l de R e XC que seraacute chamada de impedacircncia e representada pela letra Z tendo tambeacutem o ohm ( como unidade de medida
Na f ig 15 vocecirc vecirc como se calcula a impedacircncia em um circui to RC seacuter ie e pode concluir que a impedacircncia var ia com a frequecircncia da onda senoidal apl icada ao circui to
Fig 15 - Caacutelculo da impedacircncia (Z) no circuito RC
Por ora natildeo aprofundarei mais sobre este assunto e o que vimos ateacute aqui ju lgo suf ic iente para cont inuar nossa caminhada na compreensatildeo do funcionamento dos circui tos eletrocircnicos
Passemos a um novo toacutepico no capiacutetulo 11 De vol ta aos transistores
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CAPIacuteTULO 11
Neste capiacutetulo voltarei aos transistores para estudarmos as teacutecnicas de polarizaccedilatildeo para aplicaccedilatildeo do transistor como amplifi cador e outras coisinhas mais
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Polarizando o transistor bipolarNo capiacutetulo 6 quando lhe
apresentei ao t ransistor f iz uma raacutepida abordagem sobre a polar izaccedilatildeo do BJT para que vocecirc pudesse ter o pr imeiro contato com ele
Entretanto eacute preciso estudar algumas cois inhas a mais para entender os c i rcui tos onde os t ransistores aparecem e eacute muito importante saber um pouco sobre a forma de polar izaacute- los
Vocecirc jaacute sabe que o t ransistor tem trecircs terminais denominados base emissor e coletor o que nos leva a poder ut i l izaacute- los em trecircs conf iguraccedilotildees conhecidas como base comum emissor comum e coletor comum como vemos na f ig1
Vou comeccedilar anal isando as diversas formas de polar izar a conf iguraccedilatildeo emissor comum por ser a mais ut i l izada na praacutet ica
Fig 1 - Confi guraccedilotildees para transistor NPN
Coacutep
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventoresna tensatildeo sobre o resistor RE que gostariacuteamos que natildeo dependesse do sinal e portanto o capacitor iraacute se encarregar de natildeo deixar que a tensatildeo no emissor varie
A polarizaccedilatildeo da base neste caso eacute fi xa porque eacute feita pelo divisor resistivo R1 e R2 que aplicaraacute uma tensatildeo na base que natildeo dependeraacute dos paracircmetros do transistor
Aqui eacute preciso estar atento para o fato de que a tensatildeo VBE eacute obtida pela diferenccedila entre a tensatildeo na base que chamaremos VB e a tensatildeo no emissor que chamaremos VEb e como a polarizaccedilatildeo base-emissor deve ser direta devemos ter VB maior que VE Esta eacute uma observaccedilatildeo importante quando estamos analisando uma falha no circuito
Por enquanto fi camos por aqui com esta polarizaccedilatildeo que eacute a mais utilizada na praacutetica Natildeo tratarei dos caacutelculos neste momento deixando para um apecircndice ao fi nal do livro
A seguir estudaremos um pouco o circuito coletor comum tambeacutem chamado seguidor de emissor que vai mostrado na fi g8
Neste caso estaacute sendo utilizada polarizaccedilatildeo fi xa com apenas um resistor entre +VCC e a base mas poderia ser utilizada tambeacutem a
Fig 8 - Circuito coletor comum
polarizaccedilccedilao com divisor resistivoDois fatos devem ser observados
no circuito acima
O primeiro eacute que o coletor estaacute ligado diretamente a fonte de alimentaccedilatildeo e o segundo eacute que a saiacuteda eacute feita no emissor onde estaacute ligado o resistor de carga (RL) que vai ligado a terra
Quando se diz coletor comum signifi ca dizer que o coletor eacute o terminal comum agrave entrada e agrave saiacuteda do sinal
No paraacutegrado acima coloquei a palavra sinalem destaque
Isto porque o importante mesmo no circuito eacute o sinal A polarizaccedilatildeo eacute uma necessidade pois sem ela o transistor natildeo funcionaraacute e o terminal (base emissor ou coletor) eacute escolhido como comum em relaccedilatildeo a entrada e a saiacuteda do sinal
Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
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convencionou chamar de Eletrocircnica Linear (ou analoacutegica) e portanto o que vai nos interessar mais no momento eacute a regiatildeo branca da fi g14 ou seja a regiatildeo linear
Mas por que estaacute regiatildeo eacute chamada linear ou em outras palavras o que eacute um sistema linear
Os matemaacuteticos dizem que um sistema eacute linear quando ele cumpre duas condiccedilotildees superposiccedilatildeo e proporcionalidade
Traduzindo isto para a linguagem dos natildeo iniciados o que estas condiccedilotildees querem dizer no caso especiacutefi co da eletrocircnica eacute que se somarmos dois ou mais sinais obteremos um sinal de respostas que manteraacute as caracteristicas dos
sinais de entrada (superposiccedilatildeo) e se amplifi carmos um sinal a saiacuteda seraacute proporcional a entrada (proporcionalidade)
Trocando em miuacutedos a Eletrocircnica Linear natildeo produz distorccedilatildeo entre a as formas de onda de entrada e de saiacuteda
Isto vai fi car mais faacutecil de entender acompanhando as fi g 15 16 e 17
Na fi g15 o sinal de entrada (Ib) excursionou dentro dos limites da regiatildeo lienar do transistor ou seja a nossa aacuterea branca da fi g14 e os sinais de saiacuteda (Ic e Vce) preservaram a forma senoidal do sinal de entrada (porporcionalidade)
Nas fi g 16 e 17 que vocecirc veraacute na paacutegina a seguir o sinal avanccedilou para a regiatildeo de corte (vermelha) ou a regiatildeo de saturaccedilatildeo (azul) e a saiacuteda fi cou distorcida nos dois casos
Curiosamente vocecirc veraacute circuitos que natildeo respeitam as condiccedilotildees matemaacuteticas de linearidade e mesmo assim seratildeo enquadrados como Eletrocircnica Linear
O que eu posso dizer eacute que na Eletrocircnica Digital soacute trabalhamos no corte e sarturaccedilatildeo na Linear nem sempre
Fig 15 - Sinal excursionando na regiatildeo linear do transistor
Coacutep
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
Fig 20 - Praticando um pouco mais com Darlington
Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
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CAPIacuteTULO 12
Este seraacute um capiacutetulo dedicado aos dispositivos semicondutores oacutepticos cada vez mais utilizados em diversos projetos
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
Nos capiacutetulos anteriores vocecirc jaacute teve contato com dois componentes que se enquadradam na categoria dos optoeletrocircnicos Satildeo eles os LEDs e os LDRs
Neste capiacutetulo vocecirc seraacute apresentado a mais alguns deles tais como foto diodos foto transistores e acopladores oacutepticos
Uma novidade aqui eacute que alguns dos componentes oacutepticos que estudaremos podem trabalhar com uma luz que nossos olhos natildeo veem Han Como assim natildeo veem
Jaacute ouviu falar em infra vermelho ou em inglecircs infra red (IR)
Jaacute parou para pensar o que signifi ca infra vermelho
Analisando ao peacute da letra infra vermelho quer dizer abaixo do vermelho
E daiacute
Bem considerando que este capiacutetulo comeccedila com o tiacutetulo algumas palavras sobre luz saiba que a luz eacute uma forma de energia eletromagneacutetica sendo assim a luz pode ser considerada uma onda
Algumas palavras sobre a luzHaacute uma outra teoria sobre a luz
que a considera como partiacuteculas que satildeo denominadas foacutetons (daiacute o termo foto eleacutetrico)
Durante muitos anos houve um confl ito entre as duas teorias mas hoje ambas convivem em paz ao que os cientistas chamam de natureza dual da luz Pode ser onda ou pode ser partiacutecula e assim fi cam todos felizes
Mas isto eacute uma conversa muito comprida que eu deixo para vocecirc procurar em algum livro de Fiacutesica
No momento vou me concentar em tratar a luz como onda eletromagneacutetica
Grosso modo eletromagnetismo eacute uma mistura de eletricidade com magnetismo e sobre isto teremos uma conversinha mais aprofundada no proacuteximo capiacutetulo
Por ora precisamos falar sobre duas grandezas associadas a uma onda que neste caso natildeo tem muito a ver com surfi stas
Vamos falar de frequecircncia e comprimento de onda e as fi g1 e 2 nos ajudaratildeo nesta missatildeo
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
Fig 4 - Tabela de LEDs - wwwthorlabscom
Na maioria das situaccedilotildees quando queremos utilizar um LED apenas como indicador de ligadodesligado por exemplo natildeo precisamos lidar com estas informaccedilotildees
Resolvi incluiacute-las aqui porque podem ser uacuteteis em projetos mais avanccedilados Como diz o ditado saber natildeo ocupa lugar
Foto diodos e foto transistoresO foto diodo como proacuteprio nome
indica eacute um diodo que dependeraacute da luz para funcionar ou melhor para conduzir
Mas eacute preciso estar atento que ele deveraacute ser ligado no circuito de modo a receber polarizaccedilatildeo inversa como mostra a fi g5
Ao receber luz eacute que ele iraacute conduzir
Fig 5 - Polarizaccedilatildeo de um foto diodo
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
CAPIacuteTULO 13
Este capiacutetulo trataraacute dos indutores popularmente conhecidos como bobinas suas aplicaccedilotildees mais usuais como releacutes e altofalantes
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Blaacute-blaacute-blaacute prel iminar sobre indutoresEste capiacutetulo completaraacute
a trilogia dos componentes passivos utilizados em Eletrocircnica - resistores capacitores e indutores este uacuteltimo popularmente mais conhecido como bobina
O comportamento do capacitor exigiu um pouco de abstraccedilatildeo para entender como ele armazena cargas eleacutetricas e que foi amenizado com a viagem de trem
Para o indutor podemos melhorar esta abstraccedilatildeo atraveacutes de algumas experiecircncias simples que lhe ajudaratildeo a entender os misteacuterios do comportamento destes fi os enrolados
Antes poreacutem vamos a algumas informaccedilotildees baacutesicas
Se o resistor oferece resistecircncia medida em ohms o capacitor nos daacute capacitacirccia medida em farads parece razoaacutevel pensar que o indutor iraacute oferecer indutacircncia mas medida em que unidade
No caso dos indutores a unidade utilizada eacute o henry simbolizado por H (maiacuteusculo) Uma homenagem ao cientista norte americano Joseph Henry (1797-1878)
Aqui tambeacutem de modo
similar ao que acontece com os capacitores trabalha-se mais com os submuacuteltiplos milihenry (mh) e microhenry (h)
O siacutembolo graacutefi co dos indutores estaacute na fi g 1 onde vocecirc pode notar duas possibilidades Com nuacutecleo de ar ou de ferro que pode ser laminado em bastatildeo de ferrite ou na forma de um anel chamado de toroacuteide
Alguns aspectos de indutores comerciais satildeo mostrados na fi g2
Fig 1 - Simbologia de indutores
Fig 2 - Alguns tipos de indutores
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventorescontraacuterio isto eacute utilizar um campo magneacutetico para criar uma corrente eleacutetrica
Em 1831 Michael Faraday pensou no assunto e demonstrou sua ideia para a Royal Society de Londres
Seria bem interessante se vocecirc pudesse repetir a experiecircncia de Faraday mas se natildeo tiver os materiais necessaacuterios que seratildeo citados a seguir busque viacutedeos no you tube e vocecirc encontraraacute vaacuterios que valem a pena assistir
Para realizar a experiecircncia com um bom ecircxito precisaremos de uma bobina com bastante espiras (400 ou mais)
Espiras O que eacute isso
Se natildeo sabe vai se acostumando com esta palavrinha estranha
Ela signifi ca as voltas do fi o como em um carretel de linha por exemplo
Para fazer a experiecircncia de Faraday eu utilizei um transformador sem o nuacutecleo
Vocecirc iraacute precisar tambeacutem de um imatilde bem forte conhecido como neodiacutemio que pode ser conseguido
desmontando um velho HD fora de uso e fi nalmente um micro amperiacutemetro de ponteiro e bem sensiacutevel
Este eacute o componente mais difiacutecil que pode ser encontrado em sucatas de tape decks antigos
Um bom inventor deve ser tambeacutem um bom sucateiro (ou acumulador como se diz atualmente)
Acompanhe na fi g9 como fi cou minha reacutepllica moderna da experiecircncia de Fararay
Fig 9 - Experiecircncia de Faraday
Para que a magia aconteccedila vocecirc deveraacute fi car movimentando o imatilde para dentro e para fora da bobina com uma razoaacutevel rapidez e veraacute o ponteiro do microamperiacutemetro se movimentar numa espeacutecie de vai e vem
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresFiz este comentaacuterio com o intuiacuteto
de chamar sua atenccedilatildeo que estudar e entender as coisas natildeo deve ser apenas decorar defi niccedilotildees e foacutermulas
Reconheccedilo que estes fenocircmenos envolvendo eletricidade e magnetismo satildeo bastante abstratos exigindo uma boa dose de imaginaccedilatildeo e o estudante geralmente tem difi culdade em entende-los mas natildeo desanime
Vocecirc deve ter reparado que mais de uma vez nos uacuteltimos paraacutegrafos eu escrevi a palavras induz e induzir com letra maiuacutescula e o fi z intecionalmente para que vocecirc perecebesse de onde vem a palavra INDUTAcircNCIA que estaacute associada agraves bobinas ou indutores
Formalmente defi ne-se indutacircncia dizendo que eacute a propriedade de um circuito ou mais especifi camente um condutor ou uma bobina gerar uma forccedila eletromotriz auto induzida
Assim embora natildeo possa ser vista ou sentida por noacutes a indutacircncia estaraacute sempre presente em um circuito desde que haja uma corrente variaacutevel felizmente na maioria dos casos ela pode ser desprezada
Uma outra maneira de interpretar a experiecircncia de Faraday eacute dizer que um campo magneacutetico variaacutevel em relaccedilatildeo a um condutor INDUZ nele uma FEM que por sua vez produz uma corrente e esta corrente segundo Oersted produz um campo magneacutetico e aiacute fi ca tudo junto e misturado campo magneacutetico que produz corrente eleacutetrica e corrente eleacutetrica que produz campo magneacutetico
Mas aqui temos um fato curioso a ser analisado A proacutepria corrente eleacutetrica induzida na bobina pelo campo magneacutetico variaacutevel em relaccedilatildeo a ela produziraacute um campo magneacutetico na bobina que por sua vez produziraacute uma tensatildeo nos terminais dela como nos mostrou Oersted
Temos uma situaccedilatildeo em que toda accedilatildeo provoca uma reaccedilatildeo que foi enunciado por Newton estudando forccedilas que atuam num corpo e fi cou conhecido como Terceira Lei de Newton
Isso mostra que os fenocircmenos fiacutesicos acabam interagindo de alguma forma e conclusotildees obtidas na analise de um problema podem ser uacuteteis em outro mesmo que natildeo se perceba a princiacutepio que haacute uma conexatildeo entre eles
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Fig 15- Carga e descarga no capacitor
Fig 16 - Carga e descarga no indutor
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CAPIacuteTULO 14
Hora de ser apresentado a um ser quase em extinccedilatildeo o multiacutemetro analoacutegico
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Deixei para o fi nal para falar deste tipo de multiacutemetro por duas razotildees principais
A primeira eacute que sem duacutevida o multiacutemetro digital se tornou mais praacutetico e mais preciso para se fazer mediccedilotildees e substituiu o analoacutegico
A segunda razatildeo eacute que o funcionamento dos analoacutegicos se baseia nos conceitos de eletromagnetismo que foram estudados no capiacutetulo anterior o que nos permitiraacute entender um pouco melhor como funcionam estes multiacutemetros dos velhos tempos
Eles ainda satildeo vendidos e em certas situaccedilotildees trazem algumas vantagens em relaccedilatildeo aos modernos digitais principalmente quando queremos obsevar uma variaccedilatildeo de tensatildeo ou corrente
Na fi g1 vocecirc poderaacute ver como eacute a cara destes multiacutemetros
O coraccedilatildeo deles eacute um microamperiacutemetro tecnicamente conhecido como galvanocircmetro
Na fi g2 temos a representaccedilatildeo graacutefi ca de um galvanocircmetro de bobina moacutevel cujo fucionamento iremos ver a seguir
Multiacutemetro Analoacutegico - por onde tudo comeccedilou
Fig 1 - Multiacutemetro analoacutegico
Fig 2 - Aspecto do galvonocircmetro
Nesta fi gura vemos um campo magneacutetico fi xo no interior do qual coloca-se uma bobina moacutevel a qual estaacute fi xado um ponteiro
Ao circular uma corrente na bobina surgiraacute nela um campo magneacutetico que eacute proporcional a esta corrente e os dois campos se repeliratildeo fazendo a bobina se movimentar e junto com ela o ponteiro se movimenta
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Medindo correntes maiores que a de fundo de escala do microamperiacutemetro
E aiacute encontrou a soluccedilatildeo para o problema proposto na paacutegina anterior
Que tal dar uma olhada na fi g5
Nela temos o resistor shunt colocado em paralelo com o microamperiacutemetro o que faraacute com que parte da corrente medida ateacute o limite do fundo de escala passe por ele e o excedente passe pelo resistor shunt
Fig5 - Shunt para medir corrente
Para que nosso instrumento possa medir vaacuterios valores de corrente podemos utilizar a sugestatildeo da fi g6
Fig6 - Amperiacutemetro analoacutegico
Como medir tensotildees alternadas com um microamperiacutemetro analoacutegico
Jaacute mencionei anteriormente que o galvanocircmetro comumente usado para construccedilatildeo dos multiacutemetros analoacutegicos eacute o de bobina moacutevel e que ele soacute funciona com corrente contiacutenua
Vocecirc jaacute aprendeu como utilizar um amperiacutemetro para medir tensatildeo desde que ela seja continua e para tensotildees alternadas o que fazer
No capiacutetulo 5 vocecirc aprendeu que podemos transformar tensotildees alternadas em continuas pulsantes com auxilio de diodos construindo circuitos retifi cadores Entatildeo matildeos a obra vamos construir um voltiacutemetro analoacutegico para AC
A preferecircncia eacute pela retifi caccedilatildeo de onda completa com dois diodos como no exemplo da fi g7
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Como medir resistecircncia com o amperiacutemetro analoacutegico
Ateacute aqui vocecirc aprendeu que um micro amperiacutemetro pode ser usado natildeo apenas para medir corrente DC mas tambeacutem para medir tensatildeo DC e AC graccedilas a alguns artifi cios Estaacute faltando apenas fazecirc-lo medir resistecircncia
Nos capiacutetulos 3 e 4 estudamos os resistores e o conceito de resistecircncia que eacute a difi culdade que alguma coisa condutora oferece a passagem da corrente eleacutetrica
Ops Eu ouvi corrente eleacutetrica
Ora eacute exatamente isso que o amperiacutemetro mede mas se para haver corrente tem que haver tensatildeo que tal usarmos a ideia da fi g8
Unindo os terminais marcados ohms entre si teremos uma corrente no circuito produzida pela pilha e que pode ser ajustada pelo potenciocircmetro (reostato)
Fig8 - Ohmiacutemetro analoacutegico
O potenciocircmetro deve ser ajustado de modo que com os terminais ohms interligados a corrente no micro amperiacutemetro atinja o fundo de escala
Se introduzirmos um resistor entre os terminais ohms o ponteiro se deslocaraacute proporcionalmente a corrente (que seraacute menor) a qual dependeraacute do valor da tensatildeo da pilha e da resistecircncia do resistor conforme garante a Lei de Ohm
Para simplifi car as coisas e natildeo precisarmos fi car fazendo contas escrevemos no painel os valores de resistecircncia correspondentes a corrente medida
Qual o maior valor de resistecircncia que poderemos medir com este arranjo
Isso vai depender da corrente de fundo de escala do micro amperiacutemetro e da tensatildeo da pilha e de acordo com a Lei de Ohm concluiacutemos que quanto maior a tensatildeo pilha e menor a corrente de fundo de escala maiores valores de resistecircncia poderemos medir
Essa uma dica importante para se escolher um multiacutemetro analoacutegico
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresPara medir vaacuterios valores de
resistecircncia com melhor precisatildeo utiliza-se o mesmo recurso dos vaacuterios resistores com uma chave seletora como mostra o exemplo da fi g9 e jaacute adotado para medir correntes e tensotildees
Observe que ao lado da chave S1 da fi g9 temos indicaccedilotildees como x1 x10 x100 e x1000 (ou x 1K) o que eacute diferente das indicaccedilotildees nas escalas de corrente e tensatildeo onde tinhamos o valor maacuteximo permitido para cada posiccedilatildeo
Fig 9 - Ohmiacutemetro analoacutegico com vaacuterias escalas
O painel do multiacutemetro analoacutegico
Fig10 - Painel de um multiacutemetro analoacutegico
Quase todos os analoacutegicos tecircm um painel parecido com este
A primeira vista o iniciante costuma se sentir um pouco
confuso com tantas escalas mas pouco a pouco iraacute se familiarizando e para ajudar vou detalhar a seguir cada uma delas junto com a chave seletora que aparece na fi g11
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A maioria dos instrumentos que encontramos por aiacute eacute de 20kV o que corresponde a 50A
Suponhamos que vamos medir uma tensatildeo em um circuito utilizando a escala de 10V utilizando dois tipos de multiacutemetro sendo um com sensibilidade de 20kV e outro de 50kV
Como isto iraacute infl uenciar no resultado da nossa medida
Antes de explicar o que iraacute acontecer com a medida observe que no primeiro caso o multiacutemetro apresentaraacute uma resistecircncia de 10x20k= 200knas ponteiras e no segundo caso 10x50k= 500kisto utilizando-se a escala de 10V
E se utilizaacutessemos a escala de 100V o que aconteceria com estes valores de resistecircncia
Ficariam iguais a 2000k=2Me 5000k=5M respecitivamente
Vocecirc jaacute deve ter percebido que a resistecircncia entre as ponteiras varia com a escala utilizada para o mesmo multiacutemetro
Nos digitais isto natildeo acontece a resistecircncia entre as ponteiras eacute constante e geralmente igual a 10Mqualquer que seja a escala escolhida
Se vocecirc natildeo perecebeu como estes ohms por volt satildeo importantes numa medida e podem nos fornecer uma leitura menor que o valor verdeiro convido-o a estudar o exemplo a seguir
Vocecirc jaacute sabe que para medir tensatildeo o voltiacutemetro eacute colocado em paralelo com os pontos do circuito onde se pretende medir e isto obviamente vale para analoacutegicos e digitais
Consideremos o circuito da fi g15 onde para simplifi car vou utilizar dois resistores em seacuterie e de mesmo valor
Fig15 - Circuito seacuterie
Neste caso a queda de tensatildeo sobre cada resistor seraacute igual a 6V e deveriacuteamos medir este valor colocando um voltiacutemetro em paralelo com qualquer um dos dois mas vamos ver o que aconteceraacute se utilizarmos um voltiacutemetro com
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CAPIacuteTULO 15
Neste capiacutetulo vocecirc conheceraacute mais alguns diodos aleacutem do que foi estudado no capiacutetulo 5Satildeo eles SCR TRIAC DIAC e Schottky C
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SCRs TRIACs e DIACsVocecirc certamente jaacute utilizou
um controlador de velocidade de ventilador de teto popularmente conhecido como dimmer e se teve curiosidade de desmontaacute-lo para ver o que tem dentro (fi g1) encontrou aleacutem do pontecircnciometro e algumas pecinhas miuacutedas um componente com trecircs perninhas que parece mas natildeo eacute um transistor
Vocecirc acabou de ser apresentado ao TRIAC sigla para TRIode for Altenating Current que eacute um dos diodos especiais de uma famiacutelia de semicondutores conhecida como tiristores
Os tiristores mais comuns satildeo o SCR (Silicon Controled Rectifi er) o TRIAC e o DIAC (DIode for Alternating Current)
Neste capiacutetulo estudaremos um pouco sobre estes componentes e a primeira coisa que deve chamar a sua atenccedilatildeo eacute que embora tanto o SCR como TRIAC sejam considerados diodos eles tecircm trecircs terminais e natildeo apenas dois como os diodos retifi cadores estudados no capiacutetulo 5
Naquele capiacutetulo vocecirc aprendeu que um diodo soacute conduz quando
Fig1 - Por dentro de um dimmer
polarizado diretamente o que signifi ca que o anodo deve estar num niacutevel de tensatildeo positiva mais alto do que o caacutetodo
Esta condiccedilatildeo continuaraacute valendo para os SCRs e TRIACs entretanto uma condiccedilatildeo a mais seraacute imposta A conduccedilatildeo dependeraacute tambeacutem da polarizaccedilatildeo do terceiro terminal que eacute chamado de porta numa traduccedilatildeo adpatda da palavra inglesa gate
Comecemos pelo SCR cujo siacutembolo vocecirc vecirc na fi g2
Fig 2 -Simbologia do SCR
Natildeo irei me prender a estudar o funcionamento interno do componente pois natildeo considero importante no momento
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Acompanhe pela fi g6 abaixo como fi caraacute a tensatildeo na carga
A medida que a tensatildeo AC (linha vermelha) vai aumentando o anodo vai fi cando mais positivo que o caacutetodo condiccedilatildeo necessaaacuteria para que o SCR conduza
Mas soacute isto natildeo eacute sufi ciente eacute preciso que o gate tambeacutem fi que cerca de 06V mais positivo em relaccedilatildeo ao caacutetodo para que o SCR dispare e comece a conduzir
A tensatildeo na carga seraacute a que vemos na linha preta da fi g6
Repare que haacute uma demora para o SCR comeccedilar a conduzir de cerca de 12V por causa da queda de 06 V no diodo que polariza o gate
Esta demora pode ser aumentada ou melhor controlada pelo potenciocircmetro
Obtemos assim uma retifi caccedilatildeo de meia onda cujo valor da tensatildeo na carga pode ser controlado com um pequeno potecircnciometro
Desta forma o SCR faz jus ao seu nome Retifi cador de Siliacutecio Controlado
Fig6 - Formas de onda no circuito com SCR
Entretanto o SCR deixa a desejar pelo fato de fornecer apenas 50 de tensatildeo agrave carga uma vez que os picos negativos da onda satildeo eliminados
Uma maneira de resolver isto seria usar dois SCRs em anti-paralelo como sugere a fi g7
E assim nasceu o TRIAC que veremos a seguir
Fig7 - Dois SCRs em anti-paralelo
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventoresconduzir no semiciclo negativo restante
O ponto de disparo eacute controlado pelo pontenciocircmetro permitindo que a corrente na carga seja controlada desde quase zero ateacute o valor maacuteximo dos dois semiciclos da onda AC de entrada
Basicamente todos os controles de ventilador de teto e furadeiras
Como testar um DIACEsta eacute uma duacutevida comum dos
teacutecnicos
Se utilizarmos o meacutetodo de teste de diodos com o multiacutemetro digital ou da resistecircncia com o multiacutemetro analoacutegico natildeo chegaremos a nenhuma conclusatildeo a menos que o DIAC esteja em curto
Se ele natildeo estiver em curto iraacute se apresentar como aberto qualquer que seja a polaridade
aplicada sobre ele uma vez que eacute necessaacuteria uma tensatildeo da ordem de 30V para ele disparar
Precisariacuteamos construir um circuito especial para teste que faccedila o DIAC disparar
Natildeo irei tratar disso aqui porque as situaccedilotildees de uso de DIAC satildeo tatildeo poucas e o preccedilo deles eacute tatildeo baixo que na duacutevida vale mais a pena trocaacute-lo
Diodo Schokley a Diodo Schottky
por exemplo usam um sistema como este Simples efi ciente e ralativamente barato
O uacutenico inconveniente eacute que o gatilhamento do TRIAC costuma gerar ondas de RF que podem interferir em equipamentos proacuteximos necessitando que alguns circuitos de fi ltro feito com indutores e capacitores sejam acrecentados ao cojunto
O que vai me interessar neste paraacutegrafo eacute lhe apresentar um diodo que embora natildeo faccedila parte da categoria dos tiristores eacute muito usado hoje em dia Trata-se do diodo Schottky sobre o qual jaacute falarei
Antes poreacutem uma observaccedilatildeo ele natildeo deve ser confundido com
o diodo Schokley que aparece no tiacutetulo acima
Este sim um tiristor que eacute uma espeacutecie de DIAC numa soacute direccedilatildeo entretanto trata-se de um componete em desuso e por isso natildeo seraacute tratado aqui Vale aprensentar seu simbolo na fi g 14 apenas como curiosidade
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Fig15 - Siacutembolo do diodo Schottky
A princiacutepio o diodo Schottky funciona como um diodo retifi cador comum e ateacute pode ser confundido com um deles pois o aspecto fiacutesico eacute o mesmo entretanto a simbologia utilizada nos esquemas eacute a mostrada na fi g15
Fig15 - Siacutembolo do diodo Schokley ( em desuso)
A principal caracteristica dos diodos Schottky eacute a velocidade de comutaccedilatildeo e por isso costumam ser cohecidos tambeacutem como diodos raacutepidos (fast diodes) e ultra raacutepidos (ultra fast)
O diodo retifi cador comum soacute opera em frequecircncias baixas geramente da ordem de ateacute 400Hz
Com a proliferaccedilatildeo das fontes chaveadas passou-se a ter a necessidade de diodos que comutassem em frequecircncias bem mais altas pois estas fontes podem operar em ateacute 250KHz
O teacutecnico deve estar atento para natildeo substituiacute-lo por um diodo comum que acabaraacute queimando em pouco tempo por conta do aquecimento produzido nele uma vez que natildeo consegue comutar em frequecircncias altas
Uma confusatildeo comum para muitos teacutecnicos eacute observar que ao mediacute-lo com a escala de diodo do multiacutemetro digital o valor encontrado seraacute bem menor que o usual para os diodos retifi cadores e isto agraves vezes leva a interpretaccedilatildeo errocircnea de qu o dido estaacute defeituoso
O mesmo acontece se for utilizada a escala ocirchmica do multiacutemetro analoacutegico cuja resistecircncia obtida tambeacutem seraacute menor
O valor da barreira de potencial para os diodos Schottky eacute da ordem de 04V e natildeo os 07V encontrados nos retifi cadores comuns
Uma boa praacutetica eacute sempre respeitar o coacutedigo que aparece no esquema e caso natildeo seja possiacutevel encontrar o componente no mercado recorrer ao data sheet e analisar cuidadosamente as especifi caccedilotildees
Nada de fi car fazendo perguntas nos forums algueacutem sabe o que eu coloco no lugar de
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CAPIacuteTULO 16
Vamos estudar um novo transistor os FETs e MOSFETs cada vez mais presentes nos circuitos eletrocircnicos e tambeacutem falar dos IGBTs
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Field Effect Transistor mas pode me chamar de FET
No capiacutetulo 6 vocecirc foi apresentado aos transistores bipolares (BJT) popularmente mais conhecidos simplesmente por transistor
Naquele momento apresentei uma breve explicaccedilatildeo sobre a construccedilatildeo dos BJT mas que eacute sufi ciente para vocecirc trabalhar com eles
O nome bipolar estaacute ligado de algum modo ao fato deles serem construidos com o auxilio de dois tipos de semicondutores um P e outro N daiacute a possibilidade de termos transistores PNP e NPN
Pois bem antes da invenccedilatildeo dos bipolares laacute pelos idos da decada de 50 do seacuteculo passado o fiacutesico estadonudense William Bradford Shockley considerado um dos pais do transistor jaacute havia publicado alguns documentos onde ele teorizava sobre um componente semicondutor que denominou transistor unipolar
Entetanto comercialmente os BJT sairam na frente e fi caram mais conhecidos
O transistor unipolar do DrSchokley ganhou o nome comercial de transistor de efeito
de campo e eacute conhecido pela sigla FET e laacute pelo fi nal da decada de 80 comeccedilaram a ganhar espaccedilo nos circuitos eletrocircnicos e depois de tanto tempo ainda deixam muitos teacutecnicos confusos sobre o seu funcionamento e caracteristicas Ora de desfazer os misteacuterios sobre os FETs
Comeccedilemos pela principal diferenccedila entre os BJT e os FETs que satildeo constituidos de uma uacutenca pastinha tipo P ou tipo N e por isso denominados Canal P ou Canal N
Neste caso natildeo funciona a imagem do sorvete apresentada laacute no capiacutetulo 6 eu diria que estaacute mais para uma barra de chocolate (preto ou branco) como vemos na fi g1
Fig1 - FET Canal N e Canal P
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresFETs Siacutembologia nomenclaturas e etc
Da fi g1 conclui-se que os FETs tambeacutem possuem trecircs terminais como os BJT mas os nomes destes terminais satildeo diferentes
Os terminais das extremidades da barra de semicondutor que da nome ao FET (canal N ou canal P)satildeo denominados de dreno e supridouro O termo supridouro eacute uma traduccedilatildeo para a palavra source em inglecircs Em alguns livros ela costuma ser traduzida por fonte mas eu prefi ro supridouro para que natildeo haha nenhuma confunsatildeo com fonte de alimentaccedilatildeo
O supridouro iraacute fornecer as cargas que seratildeo colhidas pelo dreno
Aqui podemos fazer uma analogia com os BJT dizendo que o supridouro faz o papel do emissor enquanto o dreno funciona como o coletor
Haacute ainda um terceiro terminal ao qual chamaremos gate que corresponde a base dos BJT
Repare que a base eacute constituida de um semicondutor oposto ao canal Assim no canal N a base seraacute de material P e no canal P seraacute de material N
Vamos ver na fi g 2 como fi caraacute a simbologia usada para os FETs
Observe que diferentemente dos BJT nos FETs natildeo haacute distinccedilatildeo no desenho para o terminal do dreno e do supridouro enquanto o terminal do gate eacute indicado por uma seta sujo sentido para dentro ou para fora serviraacute para indicar se trata-se de um canal N ou canal P
Fig 2- Simbologia dos FETs
Na fi g3 temos uma maneira de pensar os FETS atraveacutes de um circuito equivalente onde a bara do canal eacute representada por uma resistecircncia com as extremidades marcadas como supridouro e dreno e o gate indicado por um diodo
Eacute importante ressaltar que estas fi guras tecircm apenas intenccedilatildeo didaacutetica e natildeo pense vocecirc que eacute assim que se fabrica um FET
Por outro lado este circuito equivalente ajudaraacute a lembrar o sentido da seta para cada tipo de FET
Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
209wwwpaulobritescombr
Eacute como se o canal natildeo existisse fiacutesicamente e soacute passe a existir quando for aplicada uma tensatildeo entre gate e supridouro
Neste caso o MOSFET eacute dito operar no modo enriquecido ou intensifi cado que eacute uma traduccedilatildeo aproximada para a palavra enhancement
E na praacuteitca que diferenccedila isto faz
Para entender a diferenccedila entre o modo de operaccedilatildeo depleccedilatildeo e enriquecido convido-o a examinar as fi g8 e 9 que nos mostra as curvas ID x VDS para cada um deles
Olhe atentamente cada uma
Fig 9 - Curvas do MOSFET Modo Enriquecido
Fig 8 - Curvas do MOSFET Modo Depleccedilatildeo
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresPrimeiramente peccedilo que vocecirc se
foque mais atentamente nas curvas da direita que satildeo chamadas de curvas de transferecircncia
Na fi g8 que corresponde ao modo depleccedilatildeo note que memso para VGS = 0V jaacute existe uma corrente de dreno que no caso eacute de 5mA
Para cortarmos o MOSFET (ID=0) precisamos aplicar uma tensatildeo de cerca de - 6V (neste exemplo) entre gate e supridouro e mesmo assim ele natildeo fi ca totalmente cortado pois ainda haveraacute uma pequena corrente de dreno
Agora olhe a fi g9 e veraacute que para o MOSFET comeccedilar a conduzir precisamos aplicar uma tensatildeo proacutexima de 1V entre gate e supridouro (tensatildeo de threshold)
E daiacute
E daiacute que no modo enriquecido eacute como se o MOSFET jaacute nascesse cortado e para conduzir precisamos aplicar uma tensatildeo maior que zero volt entre gate e supridouro
Isto eacute o que em eletrocircnica se chama de uma chave ideal como um interruptor que para passar corrente precisamos acionaacute-lo
Esta caracteristica dos MOFETs
modo enriquecido os tornam os preferidos para projetos de fontes chaveadas por exemplo onde precisamos de um transistor que que funcione como uma chave eletrocircnica
Este livro natildeo trataraacute de fontes chaveadas mas fi que atento para a informaccedilatildeo que foi dada aqui sobre os MOSFETs pois seraacute muito uacutetil quando for estudaacute-las
Para resumir podemos dizer o seguinte
Os d-MOFETS comportam-se como chave normalmente fechada e para abriacute-la precisamos a aplicar uma polarizazaccedilatildeo entre gate e supridouro (indenpendente do tipo do canal N ou P)
Os e-MOSFETs comportam-se de maneira oposta
Finalmente vale resaltar que os d-MOSFETs podem operar tambeacutem no modo enriquecido o que pode ser confi rmado analisando a fi g8 mas vocecirc natildeo pode substituir um tipo pelo outro numa reparaccedilatildeo
O que eu estou querendo dizer eacute que tudo dependeraacute de como foi feito o projeto originalmente para que o d-MOSFET funcione como e-MOSFET
214 wwwpaulobritescombr
Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp InventoresO que eacute um IGBT
Para tornar a coisa mais faacutecil de entender vamos comeccedilar com o signifi cado da sigla IGBT Transistor Bipolar de Porta Isolada o que nos levar a pensar que eles satildeo uma mistura dos dois tipos de transistores ou seja um hiacutebrido de MOSFET na entrada com transistor bipolar na saiacuteda numa confi guraccedilatildeo que nos faz lembrar o transistor Darlington estudado no capiacutetulo 11
Veja bem eu disse ldquonos faz lembrarrdquo natildeo disse que os IGBTs satildeo Darlingtons que eacute outra coisa
Em outras palavras a entrada
de um IGBT eacute feita por uma porta isolada como nos MOSFETs enquanto na saiacuteda temos um emissor e um coletor como nos transistores bipolares como vemos na fi g13
Fig 13 - Cosntruccedilatildeo de um IGBT
Uma observaccedilatildeo interessante quanto aos IGBTs eacute que satildeo fabricados exclusivamente como canal N
Quanto a simbologia adotada para representar os IGBTs nos circuitos podemos vecirc-los representados de uma das duas maneiras mostradas na fi g14
Fig 14 - Simbologia de um IGBT
Mas por que inventaram os IGBTs
O IGBT alia o que haacute de melhor em cada tipo de transistor para fazer um dispositivo capaz trabalhar em circuitos que precisam de alta velocidade de comutaccedilatildeo manusear correntes altas e se comportarem como uma chave ideal (fechada resistecircncia zero aberta resistecircncia infi nita)
Com um IGBT a transiccedilatildeo do estado de conduccedilatildeo para o estado
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Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp Inventores
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de corte e vice-versa pode ser feita em 2 microssegundos o que nos daacute uma frequecircncia de 500 kHz
Podem ser construiacutedos em moacutedulos que operam centenas de ampegraveres e tensotildees ateacute 6 kV
A Panasonic (soacute ela) por exemplo utiliza-os nas fontes de seus fornos de micro-ondas e diversos fabricantes nas placas Y e Z dos televisores de plasma
Outra aplicaccedilatildeo para estes dispositivos satildeo amplifi cadores de aacuteudio classe D tambeacutem chamados de amplifi cadores digitais
Na moderna induacutestria automobiliacutestica eles satildeo usados para excitar os motores PMSM (Permanent Magnetic Sychronous Motor)
Enfi m satildeo os semicondutores entrando defi nifi tivamente na eletrocircnica de potecircncia
Ufa Acabou
Enf im chegamos ao f inal da novela Espero que os capiacutetulos tenham sido emocionantes
Natildeo deu para bisbi lhotar mais profundademente alguns personagens mas espero ter despertado em vocecirc a cur iosidade e a part i r de agora se s inta est imulado a cont inuar estudando para querer saber mais Na Era Google isto f icou mais faacuteci l
O l ivro teve a intenccedilatildeo de plantar uma semente mas para que a aacutervore decirc bons frutos dependeraacute de como vocecirc i raacute cuidar dela
Agraves vezes me perguntam quanto tempo se leva para aprender Eletrocircnica
No meu caso foram quatro anos mais 67 pois ainda cont inuo aprendendo todo dia o importante eacute que as sementes que recebi no curso teacutecnico foram de pr imeira qual idade e eu soube plantaacute- las e cuidar dos seus frutos e fo i isso que tentei fazer ao lhe oferecer este modesto l ivro
Entendendo que o coloquei nesta paacuteginas f ruto de minha exper iecircncia como teacutecnico eacute o miacutenimo indispesaacutevel para se comeccedilar daqui pra f rente eacute com vocecirc
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Tem alguma duacutevida
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Ganhe Dinheiro Consertando Fornos de Micro-ondas
Paulo Brites 3
Algumas palavras iniciais
Este trabalho tem a intenccedilatildeo de ajudar o teacutecnico reparador seja experiente
ou iniciante no seu dia-a-dia na reparaccedilatildeo de fornos de micro-ondas com
rapidez seguranccedila e efi ciecircncia
Os eletroeletrocircnicos atingiram alto grau de sofi sticaccedilatildeo por baixo preccedilo o
que exige do reparador trabalhar tambeacutem com preccedilos mais modestos para
mesmo cobrando valores ldquomais em contardquo obter uma remuneraccedilatildeo digna
pelo seu trabalho
Em outras palavras a ldquomaacutegicardquo chama-se efi ciecircncia que se obteacutem com
informaccedilatildeo e treinamento
Consertar trocando peccedilas ateacute ver se funciona natildeo eacute consertar e pode
se transformar em alguns casos em esperar por um milagre e milagres
dependem de feacute
O consumidor de hoje estaacute mais exigente quer respostas raacutepidas para o
seu problema e talvez natildeo tenha paciecircncia para esperar que as preces do
seu teacutecnico sejam atendidas
Procurei colocar aqui o maacuteximo de informaccedilatildeo que adquiri no dia-a-dia da
bancada e contei com a experiecircncia e colaboraccedilatildeo do amigo Fernando Joseacute
que me sugeriu valiosos ldquoajustesrdquo
Natildeo posso deixar de citar outros colaboradores como o Joatildeo Alexandre
Prof Cesar Bastos Prof Jonas Marques e Prof Francisco Amaral A todos
muito obrigado
Eacute possiacutevel que alguma coisa tenha sido esquecida ou tenha fi cado mal
explicada por isso conto com a sua participaccedilatildeo e comentaacuterios
Como foi dito o objetivo do livro eacute dar ao teacutecnico meios para ele se tornar
raacutepido e efi ciente no reparo Espero alcanccedilar este objetivo
Criacuteticas e sugestotildees seratildeo sempre bem acolhidas pois lembrando Soacutecrates
ldquosoacute sei que nada seirdquo
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de
amos
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Ganhe Dinheiro Consertando Fornos de Micro-ondas
Paulo Brites 5
Sumaacuterio
Algumas palavras iinciais 3
Natildeo prartique pirataria 4
Leia 6
Observaccedilatildeo 7
Magnetron o coraccedilatildeo do forno de micro-ondas 8
O que eacute a magnetron 9
Verifi caccedilotildees da Magnetron com ohmiacutemetro 10
O circuito da magnetron 11
Verifi cando as peccedilas do circuito de alta tensatildeo 12
Verifi cando o diodo de alta tensatildeo com multiacutemetro analoacutegico 13
Verifi cando o transformador de alta tensatildeo 14
Os dispositivos de proteccedilatildeo do forno de micro-ondas 16
Verifi cando os switches de porta 18
Muita atenccedilatildeo ao substituir os switches de porta 19
Mais uma proteccedilatildeo o termostato 20
Um dispositivo importante o motor do prato 21
Portas e gabinetes enferrujados 22
Defeitos eletrocircnicos 23
Medindo a potecircncia do forno 24
Guia geral de defeitos e soluccedilotildees 25
Sobre a lacircmpada seacuterie 28
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de
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Ganhe Dinheiro Consertando Fornos de Micro-ondas
6 Paulo Brites
A reparaccedilatildeo de qualquer equipamento eletroeletrocircnico soacute deve ser executada por pessoa habilitada e com conhecimentos miacutenimos de eletricidade
Este livro NAtildeO se destina a pessoas sem experiecircncia eou conhecimentos
sobre eletricidade
Medidas de tensotildees devem ser evitadas e se forem necessaacuterias deveratildeo ser feitas por pessoa habilitada e seguindo as recomendaccedilotildees que seratildeo apresentadas ao longo do livro
L e i a
O forno de micro-ondas possui uma aacuterea
onde temos alta tensatildeo (4000 volts) que
pode MATAR portanto TODA e QUALQUER
substituiccedilatildeo de peccedilas soacute PODE e soacute DEVE
ser feita com o forno DESLIGADO DA
TOMADA
livro
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10 Paulo Brites
VERIFICACcedilOtildeES NA MAGNETRON COM OHMIacuteMETROVERIFICANDO O FILAMENTO
Com o forno DESLIGADO DA TOMADA retire os dois terminais que
ligam o transformador ao fi lamento da
magnetron
Com um ohmiacutemetro (digital ou
analoacutegico) meccedila a continuidade do fi lamento (Fig4)
O valor obtido deve ser proacuteximo de
zero ohm caso contraacuterio indica que o
fi lamento estaacute aberto e por isso natildeo
haacute aquecimento
Troque a magentron por outra igual
VERIFICANDO CURTO
Com o forno DESLIGADO DA TOMADA retire os dois terminais que
ligam o transformador ao fi lamento da
magnetron
Com um multiacutemetro (digital ou
analoacutegico) na maior escala de
reistecircncia meccedila a continuidade entre cada terminal do fi lamento e a carcaccedila da magnetron (Fig5)
Deveraacute indicar circuito aberto
ou seja resistecircncia infi nita caso
contraacuterio indica que haacute um curto entre
o fi lamento e a carcaccedila da magnetron
Neste caso o fusiacutevel deve estar queimado (aberto)
Troque a magnetron por outra igual
NUNCA MECcedilA TENSAtildeO NOS TERMINAIS DO FILAMENTO
FIG 4
FIG 5
MEDINDO A MEDINDO A RESISTEcircNCIA DO RESISTEcircNCIA DO
FILAMENTOFILAMENTO
VERIFICANDO VERIFICANDO CURTO ENTRE CURTO ENTRE FILAMENTO EFILAMENTO ECARCACcedilA DA CARCACcedilA DA MAGNETRONMAGNETRON
livro
de
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Ganhe Dinheiro Consertando Fornos de Micro-ondas
Paulo Brites 13
VERIFICANDO O DIODO DE ALTA TENSAtildeO
COM UM MULTIacuteMETRO ANALOacuteGICO QUE USA BATERIA DE 225V
Medindo o diodo no sentido de
conduccedilatildeo (Fig8)
Lembre-se que nos multiacutemetros
analoacutegicos em geral a polaridade das
ponteiras na medida de resistecircncia eacute
invertida (preto = positivo e vermelho
= negativo)
Medindo o diodo no sentido de natildeo
conduccedilatildeo (Fig9)
Como foi dito na paacutegina anterior o
mais importante eacute verifi car se o diodo
estaacute em curto e isto pode ser feito com
qualquer multiacutemetro digital na escala
de medir diodos
FIG 9
FIG 8
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MEDINDO O CAPACITOR DE ALTA TENSAtildeO COM O
CAPACIacuteMETRO (Fig7)
FIG 7
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Este capacitor eacute a oacuteleo e por
isso natildeo tem polaridade
livro
de
amos
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Ganhe Dinheiro Consertando Fornos de Micro-ondas
14 Paulo Brites
VERIFICANDO O TRANSFORMADOR DE ALTA TENSAtildeO
O primeiro teste em um
transformador pode ser feito com os
olhos e com o nariz Isso mesmo
Um grande nuacutemero de
transformadores quando queima
apresenta uma coloraccedilatildeo tiacutepica de
uma coisa queimada e um cheiro
caracteriacutestico
Agora suponhamos que o ldquomeacutetodordquo
da inspeccedilatildeo visual e do olfato natildeo lhe
convenceram e vocecirc quer usar algo
mais ldquocientiacutefi cordquo
Vamos entatildeo a um passo-a-passo
para testar o transformador de alta
tensatildeo
Meccedila as resistecircncias do primaacuterio e
secundaacuterio
Primaacuterio 05 a 15 ohm (aprox)Valor mais baixo pode indicar curtoFilamento zero ohm (aprox)Alta tensatildeo 80 a 100 ohms
AS OPERACcedilOtildeES A SEGUIR DEVEM SER REALIZADAS COM MUITO CUIDADO E ATENCcedilAtildeO
Com o forno DESLIGADO DA TOMADA retire os terminais que ligam
o transformador agraves demais parte do
forno (primaacuterio e secundaacuterio)
Natildeo esqueccedila de indentifi car com
etiquetas tudo que foi desligado para
evitar ligar errado depois
Se possiacutevel fotografe
medindo a resitecircncia do enrolamento primaacuterio
FIG 10
FIG 11
MEDINDO RESISTEcircNCIA
DO ENROLAMENTO DO
FILAMENTO
FIG 11
FFFFFFFFFFFFFFFIIIIIIIIIIIIIIIGGGGGGGGGGGGGGG 111111111111111000000000000000
MEDINDO RESISTEcircNCIA
DO ENROLAMENTO
DE ALTA TENSAtildeO
livro
de
amos
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Ganhe Dinheiro Consertando Fornos de Micro-ondas
Paulo Brites 17
Figura 15 - Diagrama mostrando os trecircs switches de proteccedilatildeo
Estes trecircs switches satildeo mostrados
numa estrutura de plaacutestico por traacutes do
painel similar a mostrada na fi gura 16
Examine um de cada vez
Natildeo retire todos os fi os pois
certamente vocecirc iraacute se complicar na
hora de recolocaacute-los e vai se meter
numa grande encrenca
Figura 16
Termostato instalado
sobre a magnetron
livro
de
amos
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Ganhe Dinheiro Consertando Fornos de Micro-ondas
18 Paulo Brites
VERIFICANDO OS SWITCHES DE PORTA
Uma das falhas mais comuns
nos fornos de micro-ondas estaacute
relacionada aos switches de porta
Se o display acender e for possiacutevel
alterar os dados atraveacutes do painel
como tempo de funcionamento por
exemplo entatildeo estaacute descartada uma
falha na placa de comando
Entretanto se ao acionamos a tecla
ldquoligardquo o forno natildeo daacute partida devemos
desconfi ar da proacutepria ldquoteclardquo da
membrana ou dos switches de porta
A verifi caccedilatildeo pode ser feita com o
switch no lugar bastando desconectar
um dos fi os que chegam a ele
Teste um de cada vez para natildeo se
atrapalhar (Ver Figs 13 e 14 paacuteg 13)
O teste pode ser realizado com um
multiacutemetro na escala ocirchmica mais
baixa (digital ou analoacutegico)
Existem dois tipos de switches
NA = normalmente aberto
e NF = normalmente fechado
Na condiccedilatildeo fechado a
resistecircncia medida deve ser sempre
EXATAMENTE igual a zero ohm
As medidas devem ser realizadas
com a porta aberta e fechada
A resistecircncia medida deve alterar
dependendo da situaccedilatildeo da porta
(aberta ou fechada) ou seja se com
a porta aberta medimos zero ohm
entatildeo com a porta fechada devemos
medir resistecircncia infi nita e vice-versa
Se isto natildeo acontecer eacute provaacutevel
que a mola interna do switch esteja
quebrada
Retire-o do lugar para verifcar
Esta operaccedilatildeo exige bastante
cuidado para natildeo quebrar as travas
que prendem o switch (fi g14)
Outra falha comum nestes
switches que provoca funcionamento
intermitente eacute a oxidaccedilatildeo nos
terminais
Caso encontre um switch defeituoso
o melhor eacute trocar tambeacutem os outros
dois para evitar retorno do forno
ainda em garantia de serviccedilo o que
eacute desgastante para o cliente e natildeo eacute
uma boa propaganda para vocecirc
NAtildeO ESQUECcedilA DE DESLIGAR O FORNO
DA TOMADA
livro
de
amos
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Ganhe Dinheiro Consertando Fornos de Micro-ondas
Paulo Brites 19
MUITA ATENCcedilAtildeO AO SUBSTITUIR OS SWITCHES DE PORTA
Ao substituir um switch de porta
eacute importante dar muita atenccedilatildeo na
confi guraccedilatildeo do mesmo
Como foi citado nas citado paacuteginas
anteriores existem dois tipos de
switches Normalmente ABERTO
(NA) ou Normal Open (NO) e
Normalmente FECHADO ou Normal
Closed (NC)
Observe atentamente os desenhos
das fi guras 17 e 18 e veja a diferenccedila
entre os dois
A dica eacute a posiccedilatildeo dos terminais
(lembra do jogo dos sete erros eacute por
aiacute)
FIg17- Normalmente Aberto = NA Normal Open = NO
FIg18 - Normalmente Fechado = NF Normal Closed = NC
FIg19 - Normalmente Aberto ou Fechado
Podemos encontrar tambeacutem um swtich com trecircs terminais que tanto pode ser utizado como NA ou NF
Fig17
Fig18
Fig19
OBSERVE O VALOR DA CORRENTE NO CORPO DOS SWITCHES
ATENCcedilAtildeO
Fig19
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de
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Ganhe Dinheiro Consertando Fornos de Micro-ondas
Paulo Brites 25
GUIA GERAL DE DEFEITOS E SOLUCcedilOtildeES
ESTE GUIA SOacute DEVE SER USADO DEPOIS QUE VOCEcirc TIVER LIDO E ENTENDIDO TODO O LIVRO
NAtildeO TENTE CONSERTAR UM FORNO DE MICRO-ONDAS SEM SABER
EXATAMENTE O QUE ESTAacute FAZENDO
1 FORNO TOTALMENTE ldquoMORTOrdquo NEM O DISPLAY ACENDE
1) Retire a tampa e verifi que o fusiacutevel Se estiver aberto (queimado) e com certeza estaraacute troque-o mas NAtildeO LIGUE o forno diretamente agrave rede
2) Ligue o forno atraveacutes de uma lacircmpada seacuterie de 40 ou 60W mas NAtildeO ACIONE O START
3) Se o display acender isto indica que natildeo haacute curto na PCI mas se a
lacircmpada acender com brilho total indica que a PCI estaacute em curto Eacute possivel
que o transformador da PCI esteja em curto
4) Em alguns fornos existe um varistor na entrada de AC da PCI Ele deve
medir como circuito aberto na escala ocirchmica Se indicar curto retire-o e teste o
forno sem ele ligando diretamente agrave rede (sem lacircmpada seacuterie) Natildeo esqueccedila de colocar um varistor novo antes de entregar o forno ao cliente 5) Se o teste acima natildeo indicou curto na PCI entatildeo verifi que os componentes
de alta tensatildeo como indicado no livro
6) Ainda falta uma coisa - Verifi que o interior do forno e a porta para ver se
natildeo haacute pontos de ferrugem que podem estar causando centelhamentos
Se natildeo encontrou nada errado retire o forno da lacircmpade seacuterie coloque
um copo com aacutegua dentro do forno programe para 10 ou 15 segundos e
arrisque pressionar o start
Eacute possiacutevel que o fusiacutevel tenha aberto espontacircneamente ou por algum
ldquoproblemardquo na instalaccedilatildeo (em certos casos conhecido como miau)
Natildeo invente ldquohistorinhasrdquoCobre apenas pela sua avaliaccedilatildeo
livro
de
amos
tra
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Tem alguma duacutevida
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Osciloscoacutepio sem Traumas
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Paulo Brites
Osciloscoacutepio sem Traumas
1ordf Ediccedilatildeo
Rio de Janeiro
Ediccedilatildeo do Autor
2017
Coacutep
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valia
ccedilatildeo
Osciloscoacutepio sem Traumas
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Algumas palavras inicias
Haacute muito tempo que me pedem um livro sobre osciloscoacutepios
O osciloscoacutepio dentre os instrumentos utilizados em eletrocircnica parece ser o que mais desespero causa aos teacutecnicos por isso o tiacutetulo deste livro eacute Osciloscoacutepio sem Traumas
Nunca sofri deste pacircnico talvez porque tenha tido a sorte de ldquoconviverrdquo com eles (os osciloscoacutepios) ainda quando estudante do curso teacutecnico laacute pelo idos de 1966
Para natildeo pagar o curso eu trabalhava aos saacutebados no laboratoacuterio da escola cuidando dos equipamentos e foi ali que me vi pela primeira vez frente a frente com esta ldquojoia rarardquo
Natildeo lembro exatamente quantos eram mas certamente natildeo deveriam passar de dois ou trecircs Custavam muiiiiiiiito caro
Talvez fosse algum Heathkit valvulado de tela redonda que natildeo passava dos 5 MHz ou melhor ldquomegaciclosrdquo como se dizia naqueles tempos
Era o meu sonho de consumo ter um na minha bancada domeacutestica
Soacute pude acordar do sonho em 1988 quando um amigo me trouxe dos ldquoesteitesrdquo um Hitachi dois canais de 35MHz por 500 dolares que lhe paguei parceladamente
Ele ainda faz parte da minha bancada embora sofrendo de Parkinson com algumas tremedeiras ao mostrar os sinais na tela que jaacute eacute natildeo eacute mais redonda e sim quadrada
Em 76 quando entrei para Embratel tive oportunidade de ldquomexerrdquo em tops de linha da Tektronix Utilizei um deles para fazer o meu primeiro artigo para a Revista Antenna em 1978
Nunca fi z curso para aprender manuseaacute-los
No curso teacutecnico meu ldquocheferdquo do laboratoacuterio prof Messias me
Coacutep
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e A
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ccedilatildeo
Osciloscoacutepio sem Traumas
8 Paulo Brites
ajudou a dar os primeiros passos como fazemos para ensinar uma crianccedila a andar de bicicleta sem rodinhas Daiacute em diante fui caindo e levantando sozinho e natildeo precisei mais das rodinhas
Por volta de 2003 ministrei alguns cursos presenciais sobre uso de osciloscoacutepio Ao preparar as aulas do curso percebi que era importante natildeo apenas falar dos ldquobototildeezinhosrdquo mas sim do que se esperava ver na tela e como interpretar os ldquosinaisrdquo
No meu contato com os teacutecnicos reparadores desde que iniciei meus treinamentos sobre reparaccedilatildeo de equipamentos eletrocircnicos percebo que o que falta agraves vezes para entender um osciloscoacutepio eacute um soacutelido conhecimento do que eacute ou como eacute composto efetivamente um sinal eleacutetrico por isso o capiacutetulo 1 deste livro seraacute dedicado a isto
Antes de encerrar estas natildeo tatildeo breves palavras iniciais valem algumas consideraccedilotildees
Os leitores que me seguem haacute muito tempo jaacute se acostumaram com a minha maneira de escrever e pelos comentaacuterios que recebo parece que apreciam
Entretanto se vocecirc estaacute chegando agora pode levar um susto ao ler um livro teacutecnico escrito desta maneira
Para mim livros satildeo como pratos de comida A comida alimenta o estocircmago o livro alimenta o espiacuterito
A comida pode ser do tipo ldquofast foodrdquo ou ldquoa la carterdquo mas antes de alimentar o estocircmago deve agradar aos olhos
Aprendi isto com minha matildee que sem modeacutestia a parte cozinhava muito bem e mesmo no almoccedilo do dia a dia enfeitava os pratos antes de irem para mesa Aiacute ateacute jiloacute pra quem natildeo gosta fi ca gostoso
Um livro para mim natildeo tem que falar apenas do tema a que se propotildee mas deve fazer o pensamento voar
Voe comigo nas proacuteximas paacuteginas Boa viagem e ldquobon apetitrdquo
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Osciloscoacutepio sem Traumas
10 Paulo Brites
Natildeo pratique pirataria
Se vocecirc adquiriu uma coacutepia natildeo autorizada deste livro vocecirc estaacute
praticando pirataria de acordo com a Lei de Direitos Autorais nordm 9610 de
19 de fevereiro de 1998
Distribuir coacutepias em papel ou em meios digitais deste livro sem
autorizaccedilatildeo por escrito do autor aleacutem de ser contra a lei (o que pode
lhe ensejar um processo judicial) prejudicaraacute todo o trabalho que ele
devotou para elaborar o material portanto peccedilo-lhe que mais por uma
questatildeo de consciecircncia do que legal natildeo o faccedila
O Autor
Coacutep
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Osciloscoacutepio sem Traumas
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Sumaacuterio
Capiacutetulo 0 - Comprando um osciloscoacutepio 13
Capiacutetulo 1 - Para quecirc serve um osciloscoacutepio 25
Capiacutetulo 2 - Natildeo exploda seu osciloscoacutepio 39
Capiacutetulo 3 - As ponteiras do osciloscoacutepio 43
Capiacutetulo 4 - Primeiros contatos com os bototildeezinhos51
Capiacutetulo 5 - Teoria na praacutetica 65
Capiacutetulo 6 - Fast Fourier Transform na praacutetica 85
Capiacutetulo 7 - O modo YT ou as Figuras de Lissajous 99
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Capiacutetulo Zero
Comprando um osciloscoacutepio
Resolvi denominar este capiacutetulo de ZERO porque eacute por ele que tudo deve comeccedilar - a compra do osciloscoacutepioSe vocacirc prentende comprar um a leitura eacute obrigatoacuteria Se jaacute comprou tambeacutem
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ccedilatildeo
Osciloscoacutepio sem Traumas
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A compra de um instrumento de teste deve ser feita sempre com muito criteacuterio para evitar que nos arrependamos depois e aiacute natildeo adiantaraacute mais ldquochorar pelo leite derramadordquo
Se comprar um multimetro jaacute exige cuidados o quecirc se diraacute entatildeo sobre um osciloscoacutepio considerando-se o seu preccedilo
A principal ou talvez a uacutenica preocupaccedilatildeo dos teacutecnicos na hora da compra de um osciloscoacutepio eacute com a Bandwidth (e o preccedilo eacute claro)
No tempo dos osciloscoacutepios analoacutegicos e dos sinais do mesmo tipo ateacute pode-se dizer com reservas que bastava saber ldquoquantos megardquo eacute jaacute era sufi ciente para se comprar o brinquedinho mas na Era Digital outras questotildees muito importantes devem ser consideradas como descreverei a seguir
Analoacutegico versus digital o que comprarSe vocecirc vai comprar um osciloscoacutepio agora certamente teraacute que ser um
digital tambeacutem conhecido pela sigla DSO (Digital Storage Oscilloscope) a menos que vocecirc encontre algum analoacutegico top de linha por um valor extremamente convidativo
Entretanto mesmo eu sendo um ldquoanalogic manrdquo como me disse certa vez um instrutor da HP hoje eu me rendo ao DSO contanto que ele fi que no meio do caminho entre um Fusquinha e uma Ferrari e se vocecirc continuar a ler entenderaacute porque
Encontramos por aiacute muitos digitais baratinhos mas natildeo se iluda pois o dito popular ldquoo barato sai carordquo tem sempre razatildeo
Entatildeo esta eacute a primeira dica - compre um digital mas escolha bem para natildeo se estressar depois
Vocecirc jaacute pensou num meacutedico usando um medidor de pressatildeo arterial (esfi gnomanocircmetro esse eacute o nome teacutecnico) cujo ponteirinho fi que balanccedilando entre o dez e o vinte por exemplo
Eacute isso que acontece com oscilocoacutepios digitais que eu chamo ldquobaixa rendardquo Ter uma ldquocoisardquo destas agraves vezes eacute melhor natildeo ter nada
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Mas nem soacute de BW vive um osciloscoacutepioNos osciloscoacutepios digitais existem mais duas especifi caccedilotildees muito
importantes e que satildeo pouco conhecidas e entendidas sample rate e memory depth sobre as quais discorrerei a partir de agora
Antes poreacutem vale dar uma breve explicaccedilatildeo de como um DSO funciona
Nada neste mundo eacute digital tudo eacute analoacutegico portanto o primeiro passo em qualquer sistema digital consiste em fazer uma conversatildeo de analoacutegico para digital geralmente designada pela sigla ADC (Analog-Digital Conversion)
O processo ADC consiste em ldquotransformarrdquo um sinal contiacutenuo como todo sinal analoacutegico em um ldquomonterdquo de pontos que o represente
Para que natildeo paire nenhuma duacutevida eacute bom que se esclareccedila que a palavra ldquocontiacutenuordquo que usei acima natildeo tem nada a ver com ldquocorrentetensatildeo continuardquo por sinal uma peacutessima traduccedilatildeo para direct current A palavra continuo(a) signifi ca ldquosem interrupccedilatildeordquo
Acompanhe a fi g5 para entender o que acontece com uma Conversatildeo
AnaloacutegicoDigital
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Capiacutetulo 1
Este eacute um capiacutetulo preliminar que provavelmente vocecirc natildeo encontraraacute em nenhum livro sobre osciloscoacutepios e tratraraacute de sinais eleacutetricos ou formas de ondas
Parece que os autores pensam que as pessoas jaacute nascem sabendo tudo ou que a escola lhes ensinou a ldquoligar os pontosrdquo como diz Steve Jobs
Para que serve um osciloscoacutepio
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Para que serve um osciloscoacutepioComo uma onda
Lulu Santos amp Nelson Motta
A vida vem em ondas
como um mar
Num indo e vindo
infi nito
Estaacute estranhando que eu comece o primeiro capiacutetulo de um livro sobre osciloscoacutepio com um pedacinho de uma letra de muacutesica
Entatildeo vaacute se acostumando porque ainda irei ldquoaprontarrdquo outras estranhices deste tipo ateacute o fi nal do livro
Ah Ia ateacute esquecendo a pergunta eacute para que serve um osciloscoacutepio natildeo eacute mesmo
Pois bem um osciloscoacutepio eacute um instrumento eletrocircnico que permite ver ou melhor avaliar ondas (eleacutetricas natildeo as do Lulu)
Um pouco de matemaacutetica e fiacutesica natildeo faz mal a ningueacutem
Calma natildeo precisa suar frio eu soacute quero que vocecirc entenda exatamente afi nal o que eacute uma onda
Os fiacutesicos e os poetas cada um do seu jeito dizem que uma onda representa ldquocoisasrdquo da Natureza que satildeo repetitivas ou ciacuteclicas como as ondas do mar do Lulu Santos
E os osciloscoacutepios nos permitem ldquoverrdquo as formas das ondas sob o ponto de vista dos fiacutesicos (natildeo dos poetas)
Vocecirc certamente sabe que a tensatildeo ou voltagem das tomadas das casas eacute alternada senoidal
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32 Paulo Brites
Sai x e y entra t de tempo e V de volts
Se vocecirc jaacute teve a oportunidade de olhar o painel de um osciloscoacutepio analoacutegico viu dois bototildees um chamado voltdiv e outro denominado timediv parecidos com a fi g6
Fig6
Se o osciloscoacutepio for digital tambeacutem conhecidos como DSO (Digital Storage Osciloscope) teremos uma aacuterea denominada VERTICAL e outra denominado Horizontal como vemos na fi g7
Fig7
Isto seraacute melhor detalhado oportunamente no momento quero apenas que vocecirc perceba as semelhanccedilas entre nomenclaturas diferentes usadas nos osciloscoacutepios mas que no fundo dizem a mesma coisa e as relacione com as utilizadas pela matemaacutetica
Uma coisa que pode ter deixado vocecirc intrigado eacute que nos exemplos do ponto P girando eu soacute falei em acircngulo e em eletricidade e eletrocircnica muitas vezes preferimos frequecircncias e tempos em vez de acircngulos
Vamos ver como podemos arrumar isso
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36 Paulo Brites
que cada quadriacutecula vale 2 milessegundos e como temos 10 quadriacuteculas teremos na tela uma onda completa cujo periodo vale 20ms que corresponde a 50Hz (por que)
Suponhamos que a senoacuteide da fi g11 foi obtida com a chave timediv em 5ms Qual a frequecircncia desta onda
Obs Geralmente o zero antes da viacutergula eacute omitido por exemplo 5ms = 05ms
Primeiro precisamos descobrir qual o seu periacuteodo Como a onda estaacute ocupando 10 quadriacuteculas que neste caso vale 5ms temos um periacuteodo de 5ms e portanto a frequecircncia desta senoacuteide seraacute 1divide05ms = 1divide 000005 = 200Hz
Qual deveria ser a posiccedilatildeo da chave timediv para que aparecessem na tela dois ciclos completos da mesma onda de 200Hz como mostrada na fi g11
Para ter dois ciclos completos precisamos que a tela toda corresponda a 10ms uma vez que um ciclo completo ocupa 5ms e portanto devemos passar a chave timediv para 25ms Como
a posiccedilatildeo mais proacutexima eacute 2ms tivemos que escolher esta e por isso como vocecirc deve ter notado fi cou faltando um pedacinho do segundo ciclo
Na paacutegina a seguir vou lhe dar uma tabela que relaciona os valores do tamanho da quadriacutecula (timediv) com a frequecircncia maacutexima de uma onda que aparece numa tela de 10 ou 12 quadriacuteculas (div = divisatildeo = quadriacutecula)
A boa notiacutecia eacute que alguns osciloscoacutepios digitais podem mostrar a frequecircncia da onda escrita na tela junto com outros paracircmetros dependendo da confi guraccedilatildeo que se faccedila
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Natildeo exploda seu osciloscoacutepio
Capiacutetulo 2
Antes de aprofundar no manuseio de cada botatildeozinho eacute importante que vocecirc seja alertado para alguns cuidados no uso do osciloscoacutepio e natildeo transforme um sonho em pesadelo numa fraccedilatildeo de segundos
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Antes de usar o osciloscoacutepio confi ra a tomada
Este seraacute um capiacutetulo bem curtinho mas muito importante
Todos os osciloscoacutepios (aqui no Brasil) usam o padratildeo americano de cabo de forccedila com trecircs pinos onde o terceiro pino corresponde ao ground ou aterramento como se vecirc na fi g1
A primeira coisa que vocecirc deve fazer eacute verifi car com um ohmiacutemetro se haacute continuidade entre este terceiro pino e a
parte metaacutelica dos conectores BNC onde satildeo ligadas as ponteiras do osciloscoacutepio
Eacute quase certo que vocecirc constate que estes pontos estatildeo interligados e eacute aiacute que mora o perigo porque a garrinha jacareacute que vocecirc iraacute ligar ao ldquoterrardquo do equipamento a ser testado tambeacutem estaacute ligada a este ponto
A questatildeo do pino de aterramento ainda eacute polecircmica porque muita gente confunde terra com neutro e agraves vezes na hora de fazer a instalaccedilatildeo o Zeacute Faiacutesca interliga os dois o que JAMAIS deve ser feito
Qual a soluccedilatildeo
A melhor de todas sem duacutevida seria ligar o equipamento sob teste atraveacutes de um transformador de isolamento que natildeo deve ser confundido com auto transformador
Natildeo isole o osciloscoacutepio e sim o equipamento
Certifi que-se que fase e neutro estejam ligados corretamente na tomada
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As ponteiras do osciloscoacutepio
Ainda antes de partir para o uso do osciloscoacutepio precisamos conhecer um pouco sobre as ponteiras para que vocecirc natildeo se confunda com os resultados obtidos
Capiacutetulo 3
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46 Paulo Brites
Isto ocorreu porque a impedacircncia de entrada do voltiacutemetro produziu um divisor de tensatildeo com a impedacircncia da fonte
Suponhamos que em vez de 2Mohms a impedacircncia de entrada do voltiacutemetro fosse 9Mohms Qual seria o valor lido por ele
Para encontrar este valor basta usar a foacutermula abaixo
e obteremos 09V que eacute um valor bem mais proacuteximo do valor ldquoverdadeirordquo (experimente fazer a conta para Rin = 2Mohms e encontraraacute 066V)
Vocecirc pode estar querendo me perguntar o que tudo isto tem a ver com a ponteira do osciloscoacutepio e eu jaacute lhe adianto que eacute muito importante como seraacute visto no proacuteximo paragraacutefo
O que devemos saber sobre as ponteiras
Vale informar inicialmente que as ponteiras podem ser passivas ou ativas mas neste breve capiacutetulo tratarei apenas das passivas que satildeo as mais comuns
Na fi g3 temos uma ponteira bastante popular e que costuma acompanhar o osciloscoacutepio (por enquanto ainda natildeo eacute um acessoacuterio que tem que ser comprado separadamente)
Observe no destaque a tecla amarela que permite que se escolha a posiccedilatildeo x1 que eacute direta e a posiccedilatildeo x10 que iraacute atenuar dez vezes o sinal que chega a entrada do osciloscoacutepio
E eacute sobre esta tecla que quero conversar com vocecirc pela importacircncia dela e aiacute vocecirc entenderaacute o porquecirc do paragraacutefo anterior
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50 Paulo Brites
Para que a divisatildeo de um para dez natildeo fi que comprometida a medida que a frequecircncia do sinal vai aumentando coloca-se um capacitor de compensaccedilatildeo (trimmer) que vai entrar em paralelo com a capacitacircncia do cabo e da entrada do osciloscoacutepio como vimos na fi g4
O capacitor de compensaccedilatildeo eacute ajustaacutevel e pode ser colocado ou na entrada da ponteira ou junto ao conector BNC que eacute ligado agrave entrada do osciloscoacutepio que costuma ser o caso das ponteiras com BW maior que 350MHz Veja a fi g5
Ajustando o capacitor de compensaccedilatildeo
Antes de comeccedilarmos a verifi car os sinais de um circuito com o osciloscoacutepio eacute obrigatoacuterio verifi car se a ponteira estaacute respondendo de forma plana a todas as frequecircncias e para isso todo osciloscoacutepio possui um gerador interno de onda quadrada de 1kHz e 05Vpp com um terminal de acesso disponiacutevel no painel como vemos na fi g6
O ajuste deve ser feito com uma chave natildeo metaacutelica geralmente fornecida junto com a ponteira a qual deveraacute estar na posiccedilatildeo x10
Quando a ponteira estaacute ajustada corretamente devemos obter na tela uma onda quadrada ldquoperfeitardquo
Caso isto natildeo esteja acontecendo deve-se ajustar o trimmer ateacute conseguir Na fi g7 temos as duas situaccedilotildees indesejaacuteveis com a ponteira supercompensada ou subcompensada
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Capiacutetulo 4
Primeiros contatos com os bototildeezinhos
Este eacute um capiacutetulo de aquecimento para vocecirc comeccedilar a conhecer as funccedilotildees do ldquopainel do aviatildeordquo e poder levantar voo e natildeo cair
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Imagine por exemplo o coletor de um transistor amplifi cador
Se tivermos um sinal aplicado agrave entrada do amplifi cador teremos dois sinais no coletor um ldquosinalrdquo DC referente agrave polarizaccedilatildeo do transistor e outro AC que eacute o sinal de entrada amplifi cado
Quando ligamos o coletor deste transistor agrave base de outro geralmente colocamos um capacitor entre um ponto e outro que eacute chamado capacitor de acoplamento cuja fi nalidade eacute natildeo deixar que a tensatildeo DC do coletor do acuteprimeiro transistor chegue agrave base do segundo
Ao inspecionarmos o sinal no coletor com um osciloscoacutepio temos duas maneiras de fazecirc-lo
Se colocarmos a chave de acoplamento do osciloscoacutepio em AC o sinal iraacute variar em relaccedilatildeo ao niacutevel zero ou niacutevel de ground uma vez que a tensatildeo de polarizaccedilatildeo foi ldquobarradardquo por um capacitor interno na entrada vertical do osciloscoacutepio
Por outro lado se colocarmos a chave em DC iremos ver o sinal referenciado a tensatildeo de polarizaccedilatildeo do coletor
Para que esta ideia fi que defi nitivamente entendida veja a fi g1A
No osciloscoacutepio digital a escolha do tipo de acoplamento natildeo eacute feita por uma chave mecacircnica como mostrada na fi g 1 para um analoacutegico e sim atraveacutes de um menu como veremos mais tarde
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56 Paulo Brites
Trigando o sinal
Depois de entender que o oscilocoacutepio trabalha com tempo e natildeo com frequecircncia o trigger eacute o segundo ponto onde vejo a maior difi culdade que os teacutecnicos encontram ao manusear o equipamento
A traduccedilatildeo mais adequada para a palavra trigger eacute gatilho que nos lembra alvo que virou ldquoaacutelvarordquo na muacutesica-deboche dos Democircnios da Garoa)
De tanto levar ldquofrexadardquo do teu olhar Meu peito ateacute Parece sabe o que ldquotalbuardquo de tiro ao ldquoaacutelvarordquo Natildeo tem mais onde furar
Aportuguesando criacuteamos o verbo trigar que pode ser entendido como ldquoatingir ou obter o alvordquo agraves vezes tambeacutem gatilhar
Aqui preciso fazer um relato no miacutenimo divertido
Pesquisando manuais de oscilocoacutepio para escrever este livro encontrei a seguinte traduccedilatildeo para trigger ALVEJAR Soacute esqueceram de dizer a marca do sabatildeo em poacute
Alvejar signifi ca ldquotornar alvo brancordquo entretanto jaacute se pode ver gente usando no sentido de atirar ao alvo (e natildeo ao Aacutelvaro) ou tomar como alvo provavelmente eacute uma traduccedilatildeo a ldquola Googlerdquo de quem natildeo sabe inglecircs nem portuguecircs Eu discordo e prefi ro fi car com o neologismo ldquotrigarrdquo
Voltando ao trigger farei uma comparaccedilatildeo que seraacute melhor entendida pela turma que eacute ldquojovem haacute mais tempordquo como eu e pegou as tvs valvuladas
Todos noacutes daquela eacutepoca preacute histoacuterica ainda lembramos que era preciso ajustar um botatildeozinho (ou dois) na tv para fazer a tela parar de rolar
Tecnicamente falando era preciso ldquosincronizarrdquo a frequecircncia do oscilador vertical e horizontal
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Que tal darmos uma olhada em mais um exemplo para vocecirc se convencer defi nitivamente como eu me convenci que a Natureza ama a senoacuteide
Juntando-se as duas senoacuteides da fi g 10 iremos obter a onda ldquodistorcidardquo da fi g 11 C
oacutepia
de
Ava
liaccedilatilde
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Capiacutetulo 5
Estaacute na hora de comeccedilar a se familiarizar com os resultados obtidos na tela do osciloscoacutepio e natildeo apenas olhar a fi gurinha como se fosse um gibi
Teoria na praacutetica
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Colocando a matildeo na massa
Chegada a hora de exorcizar os fantasmas se livrar do trauma do osciloscoacutepio e nada melhor para isso que encaraacute-lo de ldquohomem para homemrdquo (sem nenhum machismo)
O capiacutetulo seraacute dividido em cinco experiecircncias para que vocecirc vaacute se familiarizando com o seu oscilocoacutepio gradualmente
Todas elas tomaratildeo como base na maioria das vezes um osciloscoacutepio digital muito embora poderatildeo ser realizadas com um analoacutegico sendo que nunca eacute demais lembrar que muitas informaccedilotildees mencionadas para o digital natildeo poderatildeo ser encontradas no analoacutegico
Experiecircncia nordm 1 - Analisando uma onda senoidal
Para realizar esta experiecircncia vocecirc vai precisar obviamente de uma onda senoidal que pode ser obtida a partir de um gerador de funccedilotildees
Se vocecirc natildeo tem um gerador de funccedilotildees poderaacute utilizar um circuito de um oscilador que gere pelo menos uma senoacuteide de frequecircncia fi xa
Para que vocecirc natildeo tenha nenhuma desculpa (aleacutem da preguiccedila) para realizar esta experiecircncia se vocecirc natildeo tem o gerador de funcotildees nem o oscilador vou lhe dar uma terceira alternativa use um transformador qualquer ligado agrave rede eleacutetrica
A pergunta que natildeo quer calar - natildeo poderia usar a proacutepria rede eleacutetrica
Sim se vocecirc tomar os cuidados abordados no capiacutetulo 2 mas eu natildeo recomendo fi car fazendo experiecircncias com tensotildees altas principalmente se sua rede for de 220V Vai que o cachorro late a dona patroa chama o seu fi lho(a) grita paieeeeeeeeee ou sei laacute o quecirc e vocecirc se distrai Eu natildeo gosto de levar choque e vocecirc
Eu vou usar o oscilador senoidal que falei e vocecirc iraacute ver na telinha algo parecido com a fi g1 sobre a qual temos muito a conversar
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Experiecircncia nordm 2 - Analisando um amplifi cador - usando os 2 canais
A primeira parte da experiecircncia seraacute injetar uma onda senoidal de 1 kHz na entrada e ajustaacute-la com auxiacutelio de P1 de modo a garantir que este sinal chegaraacute na saiacuteda sem distorccedilatildeo sobre um resistor de 8 ohms utilizado como carga
Na fi g 6 ao lado vemos a aplicaccedilatildeo da ponteira do osciloscoacutepio sobre a carga
A seguir teremos duas imagens da tela do osciloscoacutepio
A fi g7 mostra a forma de onda sobre a carga com o valor maacuteximo mas sem distorccedilatildeo
Na fi g8 vocecirc poderaacute a forma de onda obtida num osciloscoacutepio analoacutegico e comparar a amplitude com a da fi g7
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Olhe o destaque na fi g 7 com a seta branca no canto inferior esquerdo e veja que estaacute indicando 200mV ou seja que cada quadriacutecula na vertical vale 200mV e como o sinal ocupa aproximadamente 8 quadriacuteculas o seu valor pico a pico eacute 8 x 200mV = 1600mV ou 16 volts pico a pico
Antes de prosseguir quero que vocecirc examine a fi g8 onde temos a forma de onda obtida no mesmo amplifcador nas mesmas condilccediloes da fi g7 poreacutem em um osciloscoacutepio analoacutegico que neste caso estaacute com a chave VOLTDIV ajustada para 50mV
Vocecirc notou que o sinal natildeo ocupou 8 quadriculas como osciloscoacutepio digital e sim apenas pouco mais de trecircs nos dando um valor pico a pico igual a 160mV e natildeo 1600mV como ocorreu no digital
Por que seraacute que aconteceu isso eacute a grande pergunta
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No fi nal eu os convidava a procupar no dicionaacuterio (que eu levava para sala de aula) aquelas palavras que ningueacutem sabia o queria dizer
Ningueacutem vai entender o que o professor estaacute tentando ensinar se natildeo souber o que signifi cam as palavras que ele estaacute falando
Seguindo este ldquomeu princiacutepio didaacuteticordquo quero primeiramente que vocecirc entenda o que signifi ca hold off que eacute um termo composto do verbo to hold (segurar) e da preposiccedilatildeo off (desligar) que juntos pode ser entendido como ldquoatrasar alguma coisa por um certo tempordquo e no nosso caso eacute isto que o trigger vai fazer quando a funccedilatildeo hold off for acionada
A liacutengua inglesa tem dessas coisas uma preposiccedilatildeo ou adveacuterbio no caso off colocada junto do verbo (to hold) lhe daacute um ldquonovordquo signifi cado Sugiro que vocecirc pesquise o signifi cado de hold on muito usado em letras de muacutesicas Natildeo daacute pra aprender eletrocircnica sem saber inglecircs Pense nisso
Depois desta pequena digressatildeo no tema e ldquominirdquo aula de inglecircs vamos nos aprofundar mais sobre o hold off nos osciloscoacutepios Como eu disse no iniacutecio do livro a ideia natildeo eacute ldquoadestraacute-lordquo para usar o osciloscoacutepio mas sim que vocecirc entenda o que estaacute fazendo e porquecirc
Quando temos um sinal perioacutedico e bem comportado o trigger deve capturar o sinal que estamos analisando em um determinado ponto deste sinal e que pode ser ajustado por noacutes como vimos na experiecircncia anterior
Relembrar como ocorre a formaccedilatildeo de uma imagem de tv na tela no ldquomundo analoacutegicordquo com auxiacutelio da fi g18 ajudaraacute a entender o hold off
A imagem comeccedila a ser varrida a esquerda pela rampa de subida de onda dente serra e ao chegar ao fi nal dela a onda dente serra cai a zero entretanto ela ldquogastardquo um certo tempo para fazer isso Na imagem de tv este tempo corresponde ao retraccedilo quando um pulso apaga momentaneamente a tela para que natildeo se veja o feixe retornado
Pois bem este tempo da descida da rampa eacute predeterminado no tv mas no osciloscoacutepio
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Capiacutetulo 6
Neste capiacutetulo vou tratar com mais profundidade de um assunto que abordei laacute atraacutes de maneira superfi cial que eacute o FFT
Uma opccedilatildeo pouco conhecida e explorada pelos teacutecnicos mas que eacute um dos grandes trunfos do osciloscoacutepio digital e que pode ser de muita utilidade
Fast Fourier Transform na praacutetica
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88 Paulo Brites
Measure
Window
XY (sobre esta tratarei no capiacutetulo 7)
Uma vez estabelecidas estas preacute condiccedilotildees jaacute estamos quase aptos a usar o FFT antes poreacutem quero lhe apresentar a mais um botatildezinho chamado Cursor e vocecirc vecirc na fi g1
Pressionando este botatildeo habilitamos a apresentaccedilatildeo de alguns valores da onda sob anaacutelise
Podemos habilitaacute-lo para mostrar tensatildeo tempo ou frequecircncia (MathFFT)
Na fi g 2 temos uma tela onde o Cursor foi habilitado para mostrar com detalhes os valores de tensatildeo da onda Observe que no canto inferior direito temos y = 420V y1 = 204V e y2 = - 216V
Os valores y1 e y2 satildeo respectivamente o pico superior e inferior da onda Soacute como curiosidade se vocecirc fi zer a conta 204 -(-216) encontraraacute 420V que eacute o pico a pico (y)
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Na fi g7 temos uma onda senoidal pura de 1kHz examinada atraveacutes da ldquojanelardquo Hamming
Este fi ltro daacute melhor resoluccedilatildeo para a magnitude da onda se comparado com o Retangular que veremos na fi g8
Tem uma resoluccedilatildeo ligeiramente melhor para a frequecircncia que o Hanning que seraacute mostrado na fi g10
Eacute recomendado nos seguintes casos
1) Ondas senoidais perioacutedicas e com uma banda de ruido randocircmico estreita
2) Transientes ou bursts onde os niacuteveis de sinal antes e depois do evento sejam signifi cativamente diferentes
A seguir na fi g8 vamos examinar a mesma onda com a janela Retangular
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94 Paulo Brites
O proacuteprio formato da janela jaacute nos mostra que ele seraacute melhor para frequecircncias e pior para maginitudes
Melhor para espectro de frequecircncias de sinais natildeo repetivos e proacuteximas de componentes DC
Eacute recomendado nos seguintes casos
1) O niacutevel do sinal antes e depois do evento eacute aproximadamente o mesmo
2) Ondas senoidas de magnitudes iguais com frequecircncias muito proacuteximas
Ruiacutedo randocircmico de banda larga (broadband) com pouco variaccedilatildeo no espectro
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Capiacutetulo 7
Este eacute um capiacutetulo para teacutecnicos avanccedilados e que se dediquem mais a anaacutelise de circuitos analoacutegicos de aacuteudio e experiecircncias de laboratoacuterios de fiacutesica em particular
O modo YT ou as figuras de Lissajous
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Por exemplo a composiccedilatildeo de duas senoacuteides de mesma amplitude e frequecircncias diferentes se esiverem em fase estando uma no eixo horizontal e outra no vertical produziratildeo a Figura de Lissajous mostrada no destaque da fi g3
No exemplo da fi g3 a onda do eixo vertical (Y) tem o dobro da frequecircncia da onda do eixo horizontal (X)
Uma infi nidade de Figuras de Lissajous poderatildeo ser obtidas e visualisadas na tela de um osciloscoacutepio seja ele analoacutegico ou digital
Nos analoacutegicos o procedimento eacute um pouco mais trabalhoso pois teremos que usar a entrada Z sobre a qual me referi no capiacutetulo zero
Nos digitais a tarefa se tornou mais amena bastando usar a funccedilatildeo XY ldquoescondidardquo no menu Display como veremos mais adiante
Mas a pergunta que vocecirc deve estar querendo fazer eacute - onde isto pode ser uacutetil numa reparaccedilatildeo por exemplo
A aplicaccedilatildeo mais imediata de Lissajoous na reparaccedilatildeo em particular em aacuteudio analoacutegico eacute encontrar o acircngulo de defasagem entre dois sinais
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Voltemos agrave fi g7 para ver como se descobre a diferenccedila de fase entre as ondas da fi g6
Observe que a fi g7 nos daacute uma elipse que o resultado da composiccedilatildeo das duas senoacuteides
Vou introduzir a fi g9 que nos daacute um modelo para calcular a diferenccedila de fase
Na fi g10 podemos ver os valores de A e B para a nossa Figura de Lissajous e seraacute atraves deles que calcularemos a diferenccedila de fase () entre as duas ondas pela foacutermula = arcsen (AB)
= arcsen (09511)
= 60ordm
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106 Paulo Brites
Achou complicado
Realmentem devo concordar que natildeo tatildeo simples assim mas tambeacutem natildeo eacute nehum bicho de sete cabeccedilas basta prarticars um pouquinho
Natildeo irei me aprofundar mais neste assunto ateacute porque daria para escrever um livro apenas sobre Figuras de Lissajous
O objetivo foi apresentaacute-lo a uma coisa natildeo muito conhecida e utilizada pelos teacutecnicos eacute bom saber que existe porque agraves vezes cai em concursos
E assim cheguei ao fi nal do livro com a consciecircncia que uma outra coisinha pode ter fi cado esquecida mas pelo menos o essencial foi dito
Daqui pra frente vai fi car mais faacutecil ir ldquoconvivendordquo com o osciloscoacutepio sem ter medo dele
Espero que sue traumas tenham sido superados
Aguardo seus comentaacuterios e ateacute sempre
Coacutep
ia d
e A
valia
ccedilatildeo
E aiacute
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Paacutegi
na5
Algumas palavras iniciais
As fontes chaveadas ou SMPS sigla de Switch Mode Power Supply
estatildeo nos equipamentos eletrocircnico haacute pelo menos 30 anos e ainda
aterrorizam ateacute mesmo teacutecnico reparadores da velha guarda
Este e-book que era para ser apenas uma compilaccedilatildeo de uma seacuterie de
artigos no meu site acabou ganhando vida proacutepria com algumas
ideias a mais
Embora o seu tiacutetulo diga ldquopara iniciantes quase apostaria que muito
teacutecnico ldquoexperienterdquo iraacute aprender muitas coisas nele
No volume 2 cuja a previsatildeo de sair eu natildeo tenho a miacutenima ideia de
quando seraacute pretendo fazer uma abordagem mais especificas em
cima de algumas fontes de equipamentos do mercado o que natildeo
significa dizer que seraacute um livro de ldquotroca peccedilasrdquo
Os leitores que me seguem haacute alguns anos sabem que meu mantra eacute
ldquose vocecirc como as coisas funciona vocecirc tem uma grande chance de
consertar com apresentar uma falhardquo contanto que natildeo use peccedilas
falsificadas
Por isso a importacircncia do embasamento teoacuterico para que vocecirc
acredite que fez tudo certo e se natildeo funcionou o problema eacute do chinecircs
que fabricou aquela peccedila de mentirinha
Seus comentaacuterios sempre seratildeo bem-vindos
Paacutegi
na6
Sumaacuterio
CAPIacuteTULO 1 9
Recordar eacute viver ou Um pouco de Nostalgia 9
Por que inventaram as fontes chaveadas 10
As ondas na saiacuteda do retificador 11
Testando a ponte retificadora 12
USANDO UM MULTIacuteMETRO DIGITALNA ESCALA DE DIODOS 14
CAPIacuteTULO 2 17
A ldquoporta de entradardquo de TODAS as SMPS 17
Dicas de manutenccedilatildeo comece pelo mais faacutecil 22
Dicas de manutenccedilatildeo hoje natildeo eacute seu dia de sorte 24
Eureka - tem diodo ldquoruimrdquo na ponte retificadora 26
CAPIacuteTULO 3 28
Para entender como funciona uma fonte chaveada 28
Ligando um transformador a uma tensatildeo contiacutenua 31
O princiacutepio de funcionamento de uma SMPS 32
O diagrama em blocos de uma SMPS 34
Paacutegi
na7
CAPIacuteTULO 4 39
Diodos retificadores e capacitores de filtro em uma SMPS 39
Diodos Fast Ultra Fast e Schottky 40
Capacitores eletroliacuteticos CUIDADO COM ELES 46
Qual o valor ldquocorretordquo para a ESR 48
CAPIacuteTULO 5 50
MOSFETS uma dor de cabeccedila para o reparador 50
FETS e MOSFETS - decifrem-nos ou te devoramos 51
Tempos de chaveamento nos MOSFETS 56
- Paracircmetros importantes 56
CAPIacuteTULO 6 60
Algumas dicas para iniciar a reparaccedilatildeo 60
APEcircNDICE 1 65
Para que serve um varistor 65
APEcircNDICE 2 78
Capacitores na linha de AC 78
APEcircNDICE 3 89
Lacircmpada Seacuterie no seacuteculo XXI 89
PAULO BRITES
Paacutegi
na11
As ondas na saiacuteda do retificador
Como estamos no capiacutetulo ldquoRecordar eacute viverrdquo penso que vale a pena dar
uma olhadinha nas formas de onda na saiacuteda de um retificador
Vou partir do suposto que a rede eleacutetrica eacute uma onda senoidal de 60Hz
Se a retificaccedilatildeo for de meia onda teremos algo como mostrado da figura 1
e portanto a frequecircncia da onda
pulsante na carga seraacute igual a da onda
de entrada no nosso caso 60Hz
Entretanto se tivermos uma retificaccedilatildeo de onda completa seja em meia
ponte (com transformador com derivaccedilatildeo central no secundaacuterio) ou ponte
de quatro diodos a onda que
apareceraacute sobre a carga (sem o
capacitor de filtro) seraacute a da
figura 2 ao lado
Neste caso a frequecircncia da onda pulsante seraacute 120Hz ou seja o dobro da
frequecircncia da rede eleacutetrica
Natildeo vou entrar em mais detalhes sobre isso pois objetivo aqui foi apenas
fazer uma ldquorecordaccedilatildeordquo de pontos que eu suponho vocecirc sabe Se natildeo sabe
vai ter que aprender e aiacute eu recomendo as minhas aulas no Clube Aprenda
Eletrocircnica com Paulo Brites
Figura -1
Figura 2
Paacutegi
na12
Testando a ponte retificadora
Ainda no capiacutetulo das ldquorecordaccedilotildeesrdquo pode ser uacutetil incluir uma seccedilatildeo falando
do teste da ponte retificadora isto porque como veremos oportunamente
TODA fonte chaveada ldquocomeccedilardquo com uma ponte retificadora
Ela pode ser feita de forma discreta ou seja com quatro diodos como
mostra a figura 3 ou com uma ponte
integrada mostrada na figura 4
Seja laacute como for a ponte montada na placa do circuito
o esquema da mesma eacute o que vemos na figura 5 que
vocecirc DEVE saber de ldquocabeccedilardquo Ele seraacute extremamente
uacutetil na hora que vocecirc precisar testar uma ponte
integrada para saber se estaacute defeituosa ou natildeo
Figura 3 - Retificaccedilatildeo em ponte com quatro diodos
Figura 4 - Reticficaccedilatildeo com ponte integrada
Figura 5 - Circuito de uma ponte retificadora
Paacutegi
na14
USANDO UM MULTIacuteMETRO DIGITAL NA ESCALA DE DIODOS
1 Coloque e mantenha a ponteira vermelha do multiacutemetro no terminal
marcado ldquo-ldquo na ponte e em seguida coloque a ponteira preta do
multiacutemetro alternadamente nos terminais marcados com ldquosimldquo (pontos A
e B da figura 5) Assim se testa a conduccedilatildeo dos diodos agrave esquerda na
figura 5
2 Coloque e mantenha a ponteira preta do multiacutemetro no terminal
marcado ldquo-ldquo na ponte e seguida coloque a ponteira vermelha do
multiacutemetro alternadamente nos terminais marcados com ldquosim ldquo (pontos A
e B da figura 5) Assim se testa a natildeo conduccedilatildeo dos diodos agrave esquerda
na figura 5
3 Coloque e mantenha a ponteira preta do multiacutemetro no terminal
marcado ldquo+ldquo na ponte e seguida coloque a ponteira vermelha do
multiacutemetro alternadamente nos terminais marcados com ldquosim ldquo (pontos A
e B da figura 5) Assim se testa a conduccedilatildeo dos diodos agrave direita na figura
5
4 Coloque e mantenha a ponteira preta do multiacutemetro no terminal
marcado ldquo+ldquo na ponte e seguida coloque a ponteira vermelha do
multiacutemetro alternadamente nos terminais marcados com ldquosim ldquo (pontos A
e B da figura 5) Assim se testa a natildeo conduccedilatildeo dos diodos agrave esquerda
na figura 5
Caso prefira utilizar um multiacutemetro analoacutegico utilizando as
escalas de medir resistecircncia fique atento pois na maioria
deles devemos inverter as ponteiras vermelha e preta para
teste de diodos e transistores
PAULO BRITES
Paacutegi
na17
CAPIacuteTULO 2
A ldquoporta de entradardquo de TODAS as SMPS
Como eu disse no capiacutetulo 1 TODA fonte chaveada comeccedila com uma
ponte retificadora e por isso eacute primordial saber testaacute-la
Comeccedilarei analisando a
figura 1 que eacute a
ldquoentradardquo de uma fonte
chaveada
Irei analisar ponto por
ponto esta parte da
fonte e mostrar que
dependendo da
ldquoqualidaderdquo do
equipamento alguns
componentes podem ter
sido omitidos
Repare que repeti o desenho da ponte da figura 5 do capiacutetulo 1 para
ajudaacute-lo na anaacutelise
Figura 1 - Circuito de entrada de uma Fonte Chaveada
Paacutegi
na18
Vamos ao passo a passo comeccedilando pelo comeccedilo - a rede eleacutetrica
Logo na entrada temos em paralelo com a tomada o R802
identificado como varistor
Nem sempre ele estaraacute presente uma vez que ele ldquonatildeo faz faltardquo para
a fonte funcionar Ele um ldquomerordquo dispositivo de seguranccedila ou
proteccedilatildeo que soacute entra em accedilatildeo quando ocorrem surtos de tensatildeo
elevados e muito raacutepidos na rede eleacutetrica Eacute como um cinto de
seguranccedila enquanto o carro natildeo bater no muro ele natildeo faz falta
Eu escrevi um post no meu site falando sobre estes ldquoseresrdquo e vou
reproduzi-lo no Apecircndice 1 no final do livro Sugiro fortemente que
depois vocecirc vaacute laacute e leia (caso ainda natildeo tenha lido no site)
A seguir vem o fusiacutevel Acho que natildeo preciso falar dele natildeo eacute
De cada lado da rede temos L801 e L803 que obviamente satildeo
bobinas mas ao lado estaacute escrito jumper
Estas duas bobinas junto com C801 formam o primeiro estaacutegio de um
filtro de linha Se o equipamento for ldquomais baratinhordquo o fabricante
substitui as bobinas por jumpers para economizar alguns cents e
dane-se o mundo
Seguindo a linha de entrada encontraremos mais duas bobinas (L805)
outro capacitor em paralelo (C824) um resistor de 1M505W (R801)
e dois capacitores para ldquoterrardquo (C802 e C803) Ufa Acabou Isso tudo
eacute o filtro de linha
PAULO BRITES
Paacutegi
na21
que vai passar pelos pobres coitados dos diodos da ponte que diga-
se de passagem devem ter uma especificaccedilatildeo adequada para a
chamada in rush current
Em condiccedilotildees ldquonormaisrdquo a resistecircncia do NTC anda em torno de 10
Ohms mas quando a in rush current passa ele aquece
(momentaneamente) e sua resistecircncia diminui (coeficiente negativo
de temperatura)
Aliaacutes eu acho que vocecirc deveria comprovar isso Eacute muito faacutecil e uacutetil
Coloque o multiacutemetro na escala ocirchmica (digital ou analoacutegico tanto
faz) para medir um NTC e em seguida aqueccedila-o Note que a resistecircncia
vai comeccedilar a diminuir e assim que vocecirc parar de ldquotorturaacute-lordquo a
resistecircncia vai voltando ao valor inicial
Figura 2- Exemplo do circuito de uma fonte
PAULO BRITES
Paacutegi
na25
acendeu mais forte que o Sol de meio dia Se todas a resposta a todas a
estas perguntas eacute sim entatildeo
Paacutegi
na26
Hora de arregaccedilar as mangas Este fusiacutevel certamente morreu de morte
matada e cabe a vocecirc como um bom detetive (porque eacute isto que um
teacutecnico reparador na verdade eacute) descobrir quem eacute o ldquoassassinordquo que pode
ter agido sozinho ou ser uma quadrilha
Acho que vale a pena enumerar mais duas regras de Sherlock Holmes
(adaptadas) antes que vocecirc comece a destruir o aparelho e depois chore
laacutegrimas de sangue por natildeo as ter seguido
Nunca tente adivinhar Eacute um erro capital tentar fazer uma
investigaccedilatildeo sem ter dados concretos Sem dados concretos
comeccedilamos a torcer os fatos para se adaptarem as suposiccedilotildees
Depois de eliminar o impossiacutevel aquilo que sobra eacute a verdade
Reflita bem sobre estas duas regras que vocecirc certamente se tornaraacute um
bom teacutecnico reparador
Eureka - tem diodo ldquoruimrdquo na ponte retificadora
Se vocecirc encontrou algum (ou todos) diodos em curto ou aberto na ponte
retificadora natildeo saia correndo para trocaacute-la Pode ter havido uma ldquochacinardquo
e seraacute necessaacuterio examinar todos os componentes cuidadosamente
incluindo o transistor chaveador (falarei dele em outro capiacutetulo) que
geralmente estaacute preso a um dissipador de calor
Quando eu digo todos os componentes satildeo TODOS mesmo incluindo
portanto os resistores proacuteximos a cena do crime
E neste ponto preciso chamar a sua atenccedilatildeo para algo muito importante
Paacutegi
na28
CAPIacuteTULO 3
Para entender como funciona uma fonte chaveada
Vou comeccedilar este capiacutetulo como uma pergunta
Adoro este meacutetodo de ldquoensinordquo atribuiacutedo a Soacutecrates em que o
aprendiz eacute estimulado a pensar
A pergunta eacute - Qual eacute mesmo o principal objetivo da fonte chaveada
Eu falei sobre isso laacute no capiacutetulo 1 - reduzir o tamanho e o peso
E qual o maior vilatildeo neste caso O transformador de forccedila grandatildeo e
pesadatildeo
Se vocecirc jaacute andou ldquomexendordquo em
equipamentos ldquomodernosrdquo
(de uns 20 anos para caacute mais ou
menos) deve ter notado que
os transformadores passaram por uma ldquodietardquo radical como vemos na
figura 1
Espero que tenha notado tambeacutem que eles natildeo satildeo enrolados sobre
nuacutecleos de ferro laminado e sim em nuacutecleos de ferrite mas isto eacute soacute
um detalhe O que interessa mesmo eacute o que vem a seguir
Notou tambeacutem que eles natildeo satildeo ligados diretamente agrave rede eleacutetrica
como os trafos das fontes lineares
Figura 1 - Exemplos de Chpper
PAULO BRITES
Paacutegi
na35
O termo HOT quer dizer neste caso que o aterramento deste lado estaacute
referenciado agrave rede eleacutetrica portanto poderaacute dar choque se a tomada natildeo
for ligada corretamente isto eacute neutro no neutro e fase na fase
Aqui cabe um pouco de nostalgia
Antigamente (muito antigamente) quando os primeiros raacutedios valvulados
chegaram aqui na terrinha vindos dos ldquoesteistesrdquo era comum agraves vezes
levar-se choque quando se tocava na parte metaacutelica do chassi
A regra era - inverte a tomada Na verdade o que se estava fazendo era
inverter fase com neutro colocando o neutro (que natildeo daacute choque) no
chassi
Voltando ao presente a mesma coisa acontece com as fontes chaveadas
embora jaacute haja uma preocupaccedilatildeo hoje em dia para se ldquopolarizarrdquo as
tomadas
Quando ao termo COLD que aqui natildeo deve ser traduzido como frio quer
dizer que este lado da fonte estaacute isolado da rede eleacutetrica sendo assim seu
ldquoterrardquo eacute independente e por isso costuma ser desenhado com uma
simbologia diferente (geralmente a ldquovassourinhardquo)
Esta questatildeo do isolamento entre os ldquoterrasrdquo de cada lado da fonte foi uma
outra questatildeo que fez com que as fontes chaveadas demorassem um
pouco a deslanchar comercialmente tambeacutem os televisores com entrada
de aacuteudio e viacutedeo
PAULO BRITES
Paacutegi
na39
CAPIacuteTULO 4
Diodos retificadores e capacitores de filtro em uma SMPS
Quero tratar neste capiacutetulo dos diodos retificadores e capacitores de
filtro do secundaacuterio das fontes chaveadas uma vez que no primaacuterio
tudo continua igualzinho a uma fonte linear convencional
simplesmente porque a frequecircncia eacute 120Hz
Estranhou que eu escrevi 120Hz Espero que natildeo caso contraacuterio estaacute
na hora de reler o capiacutetulo 1
Com o chaveamento produzido no chopper com frequecircncias cada vez
maiores surge uma exigecircncia com relaccedilatildeo aos paracircmetros dos diodos
que iratildeo retificar as ondas nos secundaacuterios do chopper
Sim porque nos secundaacuterios teremos tensotildees alternadas e senoidais
porque toda saiacuteda de transformador eacute senoidal e um chopper natildeo
deixa de ser um transformador apenas porque mudou de nome
Entretanto eacute aqui que a coisa complica natildeo estaremos mais
retificando 60Hz e portanto os diodos natildeo podem ser ldquolerdosrdquo e
responderem apenas ateacute 400Hz como os retificadores ldquocomunsrdquo
Paacutegi
na40
Diodos Fast Ultra Fast e Schottky
As fontes chaveadas que tambeacutem podem ser chamadas de conversor
DC-DC comeccedilaram a exigir diodos retificadores capazes de cortar e
conduzir mais rapidamente por conta da frequecircncia em que elas
trabalham e assim sugiram os diodos Fast (raacutepido) e Ultra Fast
(ultrarraacutepido) e Schottky
Os dois primeiros ficam na categoria de junccedilatildeo PN junto com os
retificadores convencionais enquanto o Schottky utiliza processos de
fabricaccedilatildeo diferentes e cada um deles tem uma aplicaccedilatildeo especiacutefica
Para os retificadores convencionais standard existe uma famiacutelia de
diodos muito utilizada que eacute a 1N40xx que natildeo deve ser confundida
com UF40xx
A famiacutelia 1N40xx contempla diodos retificadores de aplicaccedilatildeo geral
enquanto a famiacutelia UF40xx embora tenha as mesmas caracteriacutesticas
no que se refere a tensatildeo e corrente apresenta um detalhe importante
que eacute o trr que nem eacute mencionado no data sheet para a famiacutelia 1N40xx
Hein O que eacute esse ldquotrrrdquo eacute isso que vocecirc queria perguntar
Em inglecircs quer dizer time reverse recovery que trocando em miuacutedos
significa tempo de recuperaccedilatildeo reversa
PAULO BRITES
Paacutegi
na41
E daiacute
Sem querer aprofundar muito nesta questatildeo pode-se entender o trr
como o tempo que o diodo leva para a voltar a conduzir depois que
for submetido a uma polarizaccedilatildeo inversa
E por oacutebvias razotildees este tempo comeccedila a se tornar importante
quando estamos retificando ondas de frequecircncia muito alta como eacute o
caso das que aparecem nos secundaacuterios do chopper
Voltando aos diodos das famiacutelias 1N40xx e UF40xx vamos dar uma
olhada em parte dos data sheets de cada uma delas
Aliaacutes quero aproveitar para lhe lembrar que sem saber ler data sheets
natildeo daacute mais para ser feliz
Na figura 1 temos uma parte do data sheet da famiacutelia 1N40xx e logo a
seguir na figura 2 estaacute o data sheet da famiacutelia UF40xx
Figura1 - Data sheet dos diodos 1N40xx
Paacutegi
na42
Se vocecirc comparar as duas tabelas veraacute que natildeo haacute nenhuma diferenccedila
entre os paracircmetros e apressadamente poderaacute concluir que satildeo
ldquoequivalentesrdquo e um pode substituir o outro
Neste momento preciso invocar mais uma regra de Holmes
Nada eacute tatildeo importante quanto os detalhes Nunca
confie em generalizaccedilotildees concentre-se nas miudezas
O que estaacute regrinha aparentemente ingecircnua estaacute a nos dizer eacute que
devemos esmiuccedilar um pouco mais Que tal olhar a figura 3
Figura 2 - Data sheet dos diodos UF40xx
PAULO BRITES
Paacutegi
na43
Notou que na tabela da figura 3 apareceu o tal do trr
Tambeacutem com o destaque que eu dei soacute natildeo nota quem eacute cego
Espero que eu natildeo precise usar argumentos mais fortes para lhe convencer
que natildeo devemos utilizar algum 1N40xx onde havia um UF40xx ou no
popular eles natildeo satildeo equivalentes como dizem por aiacute
Dentro desta lista de ldquonovos diodosrdquo haacute ainda um que costuma aparecer
na retificaccedilatildeo das ondas dos secundaacuterios dos choppers que eacute o diodo
Schottky que natildeo deve ser confundido com Schokley que eacute um tiristor
Lembre-se de Sherlock Holmes - ldquoNada eacute tatildeo importante como os
detalhesrdquo
Embora ele esteja ldquomisturadordquo com a turma dos fast e ultra fast a
construccedilatildeo do diodo Schottky natildeo se baseia na junccedilatildeo PN dos ldquooutrosrdquo
Natildeo me estenderei aqui nestas questotildees de fabricaccedilatildeo de diodos mas natildeo
posso deixar de mencionaacute-las para chamar sua atenccedilatildeo que natildeo daacute mais
para trocar diodos de qualquer maneira ou pensando apenas em tensatildeo e
corrente
Figura 3 - Uma informaccedilatildeo importante
Paacutegi
na46
Capacitores eletroliacuteticos CUIDADO COM ELES
Haacute um ditado popular que diz - dize-me com quem andas e eu te direi
quem eacutes
Eu poderia adaptaacute-lo para a reparaccedilatildeo de equipamentos eletrocircnicos
modernos da seguinte forma - dize-me que capacitores eletroliacuteticos estais
usando e eu te direi que teacutecnico eacutes
Se vocecirc ainda compra eletroliacuteticos apenas pela capacitacircncia tensatildeo de
trabalho e principalmente preccedilo estaacute na hora de mudar de ideia
Embora custar mais caro natildeo seja sinocircnimo de qualidade muito barato
com certeza eacute falta dela
Os eletroliacuteticos utilizados no primaacuterio da fonte ou seja no filtro apoacutes a
retificaccedilatildeo da ponte natildeo satildeo muito criacuteticos com relaccedilatildeo a outros
paracircmetros aleacutem da capacitacircncia e tensatildeo de trabalho
Isto se o que estiver escrito no corpo dele for verdade
Vai comprar eletroliacuteticos deste tipo leve o capaciacutemetro com vocecirc
Certamente vocecirc jaacute deve ter ouvido falar que medir capacitacircncia natildeo ajuda
muito
Sim e natildeo aiacute depende
Se vocecirc pegou um capacitor novo e a capacitacircncia estaacute muito abaixo do
valor nominal eu diria que ldquohaacute algo de podre no reino da Dinamarcardquo e eacute
melhor desconfiar do que pagar para ver
Paacutegi
na48
Qual o valor ldquocorretordquo para a ESR
Esta eacute uma pergunta que sempre aparece entre os teacutecnicos reparadores
quando estatildeo discutindo sobre capacitores eletroliacuteticos
Eu diria que existem dois valores a considerar um para o capacitor novo e
outro para o capacitor ldquoidosordquo e com alguns anos de serviccedilos prestados ao
circuito
E qual o valor que se deve considerar ao medira a ESR para saber se estaacute
ldquoruimrdquo
Primeiramente precisariacuteamos saber qual o valor da ESR especificada pelo
fabricante o que vocecirc poderaacute obter no data sheet do referido capacitor
Isso mesmo capacitores tambeacutem tecircm data sheets (quando o fabricante eacute
honesto)
Existem pelo menos trecircs tipos de eletroliacuteticos no que se refere a ESR os
ldquonormaisrdquo os de low ESR (baixo ESR) e os de ultra low ESR (ultrabaixo ESR)
Eu sugiro que vocecirc olhe no corpo do capacitor se haacute alguma especificaccedilatildeo
quanto a este tipo e saiba que se o fabricante do equipamento usou um
tipo ultra low que eacute bem mais caro natildeo foi por questotildees altruiacutestas e sim
porque o circuito eacute criacutetico Eu se vocecirc respeitaria isso
Aleacutem da questatildeo da qualidade a ESR depende tambeacutem da capacitacircncia e
da tensatildeo de trabalho
Creio que eu fui uma das primeiras pessoas aqui no Brasil e levantar esta
polecircmica sobre o ESR e por volta do ano 2000 comprei o kit 7204 para
PAULO BRITES
Paacutegi
na51
Eacute comum pelos foacuteruns por aiacute ver ldquoteacutecnicordquo perguntando pelo equivalente
ou substituto do transistor ldquoXPTOrdquo que ele natildeo acha para comprar na
quitanda da esquina
Esse pessoal ainda estaacute vivendo no seacuteculo passado onde existiam as tais
tabelinhas de equivalentes encontradas nas lojas e bem surradas de tanto
que eram manuseadas pelos vendedores
Aloooooo Isso natildeo existe mais estamos no seacuteculo XXI
FETS e MOSFETS - decifrem-nos ou te devoramos
Embora os FETs natildeo sejam semicondutores muito usados em fontes
chaveadas e sim os MOSFETs comeccedilarei por eles para facilitar o
entendimento antes poreacutem mostrando um quadro geral sobre eles
Figura 1 - Quadro geral sobre Fets e Mosfets
ENCHANCEMENT
Paacutegi
na52
A primeira coisa que eu quero eacute que vocecirc observe eacute que os MOSFETs
diferentemente dos FETS natildeo se dividem apenas em Canal N e Canal P
Aleacutem de ldquopensarrdquo no tipo de canal precisamos nos preocupar com o modo
de operaccedilatildeo que pode ser enhancement ou depleccedilatildeo
Esta ldquosuacutetilrdquo diferenccedila pode ser percebida olhando a simbologia de cada um
que vamos conferir nas figuras 2 e 3 Eu trato disto no capiacutetulo 16 do meu
e-book Eletrocircnica para Estudantes Hobistas amp inventores mas vou dar
uma palinha aqui para vocecirc natildeo ter que interromper a leitura agora
Figura 2 - Simbologia MOSFET - D
Figura 3- Simbologia MOSFET - E
Paacutegi
na54
Ainda tem duacutevida
Pense um pouquinho Se a chave que vai ligar e desligar o chopper (o
MOSFET) jaacute estiver previamente fechada como ocorre num D-MOSFET natildeo
haveraacute variaccedilatildeo de campo magneacutetico no chopper e como consequecircncia a
fonte vai ficar ldquoparadardquo
Convido vocecirc a pegar alguns esquemas de fontes chaveadas e dar uma
olhada no MOSFET que estaacute sendo usado mas cuidado com a ldquopegadinhardquo
da figura 4
Repare que neste esquema o MOSFET foi desenhado como modo depleccedilatildeo
(linha contiacutenua no gate) mas deveria ser modo enhancement (linha
pontilhada) Para completar a lambanccedila colocaram um Canal P (seta para
fora) onde eacute Canal N (seta para dentro) Por isso eu sou fatilde do jogo dos setes
erros
Natildeo acredita que o desenho estaacute ERRADO
Figura 4- Siacutembolo do MOSFET errado
Paacutegi
na56
Tempos de chaveamento nos MOSFETS
- Paracircmetros importantes
As informaccedilotildees que seratildeo discutidas agora natildeo satildeo importantes apenas
para MOFETS mas para qualquer transistor que opere em chaveamento de
sinais
Eacute um assunto espinhoso e exige atenccedilatildeo para entender a nomenclatura e
eu vou comeccedilar com a figura 6 e destrinchar as siglas
Figura 6 - Tempos de chaveamento de um transistor
Este graacutefico pode ser utilizado tanto para transistores bipolares quanto
MOSFETS para a nomenclatura que vocecirc encontraraacute nos data sheets de
transistores de chaveamento eacute a mesma
Corrente de
base ou tensatildeo
de gate
Paacutegi
na58
Observe um pedaccedilo do data sheet do E-MOSFET FPQ7N80 e identifique na
tabela da figura 7 os tempos de chaveamento que acabamos de discutir
Eacute assim que se procura um transistor para substituir natildeo eacute perguntando
para mim
Figura 7 - Caracteriacutesticas de chaveamento de um transistor
Paacutegi
na60
CAPIacuteTULO 6
Algumas dicas para iniciar a reparaccedilatildeo
Se vocecirc estaacute pensando que eu vou lhe dar uma listinha de marcas
modelos e peccedilas a trocar pensou errado
O que eu pretendo neste capiacutetulo de encerramento do volume 1 eacute
discutir algumas questotildees baacutesicas de reparaccedilatildeo em particular de
fontes chaveadas ou conversores DC-DC de um modo geral
A primeira delas natildeo poderia deixar de ser eacute avisar aos iniciantes (ou
natildeo) que ldquosem lacircmpada seacuterie natildeo daacute para ser felizrdquo
E se vocecirc natildeo sabe ou tem duacutevidas sobre o uso das LS decirc uma olhada
no apecircndice 3
No capiacutetulo 3 eu alertei para os ldquodois ladosrdquo da fonte o HOT e COLD e
aqui quero enfatizar que vocecirc tem que tomar muito cuidado ao
colocar a ponteira negativa dos multiacutemetros ou a garra jacareacute do
osciloscoacutepio e natildeo ldquomisturarrdquo as coisas
Em outras palavras vocecirc natildeo pode medir tensotildees ou analisar formas
de onda do secundaacuterio usando o ldquoterrardquo do lado HOT e vice-versa
Na melhor das hipoacuteteses a leitura vai dar errada
PAULO BRITES
Paacutegi
na61
E na pior das hipoacuteteses Talvez vocecirc tenha que comprar um novo
instrumento isso se a fonte sobreviver incoacutelume
As medidas do lado HOT devem ser feitas usando como referecircncia o
negativo do capacitor de filtro ligado a ponte retificadora
Quanto a garra jacareacute do osciloscoacutepio cerifique-se que natildeo haacute
diferenccedila de potencial entre ela e ground do lado HOT
O bom mesmo eacute trabalhar usando um transformador de isolamento
ao qual ligaremos o equipamento que estaacute na ldquomesa de operaccedilatildeordquo
Se vai fazer medidas de resistecircncia certifique-se que o ldquomoribundordquo
estaacute DESLIGADO da tomada e que o capacitor de filtro grandatildeo estaacute
descarregado
E por falar em descarregar o capacitor de filtro natildeo use o meacutetodo dos
ldquoantigosrdquo mostrado na figura 1 que consiste em ldquofechar um curtordquo
entre os terminais dele com uma chave de fenda
Figura 1 - Como natildeo se deve descarregar um capacitor
PAULO BRITES
Paacutegi
na65
APEcircNDICE 1
Para que serve um varistor
Certamente vocecirc jaacute encontrou em algum equipamento
uma ldquopecinhardquo localizada proacutexima agrave entrada da rede
com o aspecto de um capacitor de polieacutester como
vemos na fig1
Eacute possiacutevel tambeacutem que nesta regiatildeo existam aleacutem do
fusiacutevel algumas bobinas capacitores e talvez um NTC entretanto a
ldquopecinhardquo da figura 1 (agraves vezes pode ser amarela) natildeo eacute um capacitor
e sim um varistor que costuma atender tambeacutem pelo ldquoapelidordquo de
MOV ou SIOV
Aliaacutes jaacute que mencionei o NTC eacute importante que vocecirc natildeo o confunda
com o varistor jaacute que fisicamente satildeo parecidos (geralmente pretos ou
verdes)
Mas para que serve um varistor eacute o que o menos experientes devem
estar querendo saber
O varistor ou MOV eacute na verdade um VDR isto eacute um resistor
dependente da voltagem e eu diria que ele poderia ser chamado de
ldquoanjo da guardardquo dos equipamentos eletrocircnicos e jaacute explicarei por que
Quando eu digo ldquoanjo da guardardquo estou querendo dizer ldquodispositivo
de proteccedilatildeordquo Mas isto natildeo eacute a funccedilatildeo do fusiacutevel
Figura 1
PAULO BRITES
Paacutegi
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corretamente a tomada brasileira que manda ligar o vivo no vivo e o
neutro no neutro)
Se surgir um transiente de alta tensatildeo na rede mesmo que num
intervalo de tempo extremamente pequeno a resistecircncia do varistor
deveraacute cair instantaneamente para um valor proacuteximo de zero fazendo
com que o fusiacutevel abra (ldquoqueimerdquo) pela alta energia nele e deste
momento em diante a fonte natildeo recebe mais tensatildeo da rede graccedilas
ao ldquoanjo da guarda the flashrdquo chamado varistor
Reparando a fonte da impressora Lexmark E-260N
Para ilustrar a importacircncia do varistor em um equipamento vou contar
um ldquocausordquo veriacutedico que aconteceu comigo recentemente e me
inspirou para escrever este post
Recentemente fui ldquoconvocadordquo para reparar uma impressora Lexmark
E-260N que estava ldquomortinha da silvardquo ou seja natildeo acendia nem um
ledizinho para mostrar que ainda havia um sopro de vida naquela
impressora enferma
O dono natildeo sabia o que tinha acontecido Chegou segunda feira para
trabalhar e encontrou a ldquodefuntardquo laacute Certamente o crime ou a morte
suacutebita tinha ocorrido no final de semana portanto sem testemunhas
Minha primeira providecircncia obviamente foi trocar o cabo de forccedila
por um comprovadamente bom porque natildeo costumo comeccedilar a
procurar chifres em cabeccedila de burro e parafraseando uma antiga
PAULO BRITES
Paacutegi
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Expressando meus pensamentos e partindo para o confronto
Xampamp tenho mesmo que desmontar esta 90w9i3 impressora
e se natildeo haacute remeacutedio entatildeo remediado estaacute
Matildeos agrave obra Depois de retirar vaacuterias partes do gabinete e trocentos
parafusos a fonte apareceu e o fusiacutevel tambeacutem do ladinho da tomada
de forccedila como se vecirc na figura 4
Multiacutemetro na matildeo na escala de continuidade aacutevido para natildeo ouvir
o apitinho e faturar o meu Estava laacute 4( o maldito apitinho
denunciando para minha tristeza que o ldquoo fuzil tava batildeordquo
Antes de sentar e comeccedilar a chorar feito crianccedila que perdeu seu
brinquedinho novo resolvi ldquoesticarrdquo meu olhar pela placa e encontrei
PAULO BRITES
Paacutegi
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Ansioso para descobrir se era crime ou suiciacutedio soldei um pedacinho
de fio jampeando o fusiacutevel e liguei a encrenca atraveacutes da lacircmpada
seacuterie eacute claro que eu natildeo sou bobo
Bingo A lacircmpada soacute natildeo acendeu mais forte porque sua potecircncia era
60W
Conclusatildeo - natildeo foi suiciacutedio foi crime mesmo Seraacute que o ldquodesconrdquo
(assassino) deixou evidecircncias (jaacute perceberam que eu sou aficionado
de Criminal Minds)
Todo teacutecnico reparador deve ter uma veia de investigador o que inclui
olfato e olhar apurado
Veja soacute na fig 6 o que encontrei apoacutes seguir a trilha que saia do fusiacutevel
ldquoqueimadordquo
A regiatildeo carbonizada escondida entre os dois capacitores azuis do
filtro de linha colados um ao outro natildeo deixava duacutevida que o crime
tinha sido realizado por um surto na rede eleacutetrica no final de semana
e portanto sem testemunhas Mas natildeo existe crime perfeito
Se olharmos a figura 6 onde estaacute a seta vermelha veremos uma peccedila
preta Na verdade era um encapsulamento em espaguete termo
retraacutetil onde os varistores costumam ser ldquoescondidosrdquo pelos
fabricantes
PAULO BRITES
Paacutegi
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Sua funccedilatildeo eacute suprimir ou pelo menos reduzir os ruiacutedos indesejaacuteveis
que ldquoviajamrdquo pela rede eleacutetrica e satildeo prejudiciais natildeo apenas ao
equipamento mas a proacutepria rede
Estes ruiacutedos se dividem em dois tipos EMI ndash Interferecircncia
Eletromagneacutetica e RFI ndash Interferecircncia por Raacutedio Frequecircncia
O primeiro na faixa de 150kHz a 30MHz ldquocaminhardquo pelas trilhas e fios
do circuito enquanto o segundo se ldquoespalha pelo arrdquo pois fica entre
30MHz e 1GHz
A turma da velha guarda de reparadores se estiver lendo este post
deve lembrar das blindagens quase sempre obrigatoacuterias nas
primitivas fontes chaveadas dos saudosos viacutedeos cassetes que
garantiram o sustento de muitos teacutecnicos por vaacuterios anos
Antes de analisar os componentes do filtro de linha da figura1 e em
particular os capacitores que satildeo o objeto deste artigo quero que
vocecirc preste atenccedilatildeo nos diversos triacircngulos com um ponto de
exclamaccedilatildeo que aparecem no circuito
Vocecirc sabe o que eles significam
Este siacutembolo eacute usado para indicar que se trata de componente criacutetico
e que portanto as especificaccedilotildees devem ser seguidas ao peacute da letra
quando for necessaacuteria a substituiccedilatildeo no reparo do equipamento
Agora foque seu olhar nos capacitores no circuito da fig1 e note que
uns estatildeo identificados com ldquoCXrdquo e outros com ldquoCYrdquo Vocecirc sabe qual a
diferenccedila entre o ldquotipo Xrdquo e o ldquotipo Yrdquo
Paacutegi
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Se natildeo sabe entatildeo continue lendo e descobriraacute
Antes de continuar mais uma perguntinha do jogo dos sete erros
qual a diferenccedila entre a maneira que CX1 e CX2 estatildeo ligados no
circuito e CY3 CY4 CY5 e CY6
Vai pensando que eu jaacute volto
Dois conceitos importantes Ruiacutedo em Modo Comum e Ruiacutedo em
Modo Diferencial
Quando se fala em EMI dois conceitos precisam ser entendidos para
saber como a interferecircncia se propaga e a partir daiacute qual a melhor
maneira de eliminaacute-la ou pelo menos reduzi-la a niacuteveis aceitaacuteveis
Comece analisando a fig 3 que representa o que se chama de Ruiacutedo
em Modo
Comum
(CMN =
Common
Mode
Noise)
Figura 3- Ruiacutedo em Modo Comum
PAULO BRITES
Paacutegi
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eis que surgem os capacitores denominados classe X e classe Y
Figura 5 - Circuito utilizado como filtro de linha
A diferenccedila entre a maneira como estes capacitores satildeo ligados eacute que
os capacitores para reduccedilatildeo do ruiacutedo diferencial (CX) satildeo ligados entre
as duas linhas de alimentaccedilatildeo (fase-neutro ou fase-fase) enquanto
os que pretendem eliminar o ruiacutedo em modo comum (CY) satildeo ligados
entre cada linha de alimentaccedilatildeo e o ground (terra de verdade)
As especificaccedilotildees de CX e CY
PAULO BRITES
Paacutegi
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Antes de prosseguir quero analisar com vocecirc a tabela da fig6 que eacute
um recorte da lista de peccedilas denominada ldquosafety partsrdquo de um tv LCD
Na primeira coluna observe que temos duas classes de capacitores X-
cap e Y-cap
Na segunda coluna temos a relaccedilatildeo de fabricantes sugeridos para
estes capacitores e na terceira o coacutedigo do capacitor de acordo com o
fabricante escolhido Na quarta coluna temos os valores de
capacitacircncia
A penuacuteltima coluna nos diz o padratildeo de seguranccedila adotado e
finalmente a uacuteltima traacutes vaacuterios logos que provavelmente vocecirc jaacute viu
nas etiquetas dos aparelhos e sobre os quais falarei mais adiante
Ainda sobre estes capacitores vale observar que eles satildeo fabricados
em algumas subcategorias ou subclasses como mostrado a seguir
Os capacitores classe X se subdividem em X1 X2 e X3 com as seguintes
especificaccedilotildees com relaccedilatildeo a tensatildeo de pico suportada
X1 tensatildeo de pico maior que 2500V e menor que 4000V
Paacutegi
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X2 ndash tensatildeo de pico igual ou abaixo de 2500V (os mais comuns)
X3 ndash tensatildeo de pico igual ou abaixo de 1200V
Para os capacitores da classe Y temos quatro subclasses Y1 Y2 Y3 e
Y4 com as seguintes especificaccedilotildees
Y1 ndash usados com tensotildees ateacute 500VAC
Y2 ndash usados com tensotildees ateacute 300VAC
Y3 ndash usados com tensotildees ateacute 250VAC
Y4 ndash usados com tensotildees ateacute 150VAC
Os padrotildees de seguranccedila
Os padrotildees de seguranccedila de componentes eletroeletrocircnicos satildeo
especificados mundialmente por algumas agecircncias natildeo
governamentais que estabelecem as normas de testes que devem ser
adotadas pela induacutestria em conformidade com as legislaccedilotildees de cada
paiacutes
Na tabela abaixo temos a relaccedilatildeo das cinco principais agecircncias e seus
respectivos padrotildees de seguranccedila Agora vocecirc jaacute sabe o que significam
aqueles logos ldquoestranhosrdquo que aparecem nas etiquetas dos aparelhos
bem como em alguns componentes
PAULO BRITES
Paacutegi
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Por que eacute preciso saber isto
Eacute pouco provaacutevel que vocecirc se depare com alguns destes capacitores
defeituosos e precise substituiacute-los mas eacute importante saber que
capacitores ldquonatildeo satildeo todos a mesma coisardquo e foi por isso que resolvi
incluir este assunto na seacuterie Cada Macaco no Seu Galho
E se precisar trocar onde comprar
Fora do Brasil eu poderia lhe indicar algumas empresas como Mouser
ou Farnell entre outras mas por aqui acho difiacutecil
Vai ser mais faacutecil recorrer a alguma sucata mas agora vocecirc jaacute com o
que se preocupar na hora da escolha e natildeo vai trocar X por Y ou vice-
versa
Gostou do artigo Deixe seus comentaacuterios e divulgue para os seus
colegas de profissatildeo natildeo guarde para si o que vocecirc aprendeu
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PAULO BRITES
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APEcircNDICE 3
Lacircmpada Seacuterie no seacuteculo XXI
Natildeo eacute de hoje que eu escrevo sobre este assunto e estou convencido
que de vez em quando eacute preciso reativaacute-lo na cabeccedila dos teacutecnicos
por isso mesmo correndo o risco de ser chamado de velho razinza que
repete sempre a mesma ladainha volto a tratar dele no meu blog
Quero aproveitar tambeacutem para dar uma dica e resolver o problema
surgido com a descontinuidade de fabricaccedilatildeo das lacircmpadas
incandescentes que constituem o ldquocoraccedilatildeordquo da nossa imprescindiacutevel
lacircmpada seacuterie na bancada
Como era antigamente
A turma da velha guarda foi treinada a usar lacircmpada seacuterie e os
teacutecnicos de old times sempre tinham em suas bancadas um soquete
com uma lacircmpada de 100 ou 150 W para ligar amplificadores e
televisores ldquoqueimadoresrdquo de fusiacuteveis que chegavam para conserto
De repente natildeo sei por que parece que agrave medida que os aparelhos
foram ficando mais modernos a ldquogloriosardquo lacircmpada seacuterie (como diria
certo apresentador de TV) parece que tambeacutem foi ficando deacutemodeacute e
alguns teacutecnicos comeccedilaram a alegar - natildeo uso porque natildeo funciona
nos televisores com fonte chaveada
E de onde saiu este mito
Paacutegi
na90
Certamente da falta de conhecimento teoacuterico isto eacute fazer as coisas
pela praacutetica (leia-se chutocircmetro) mas sem saber porque estaacute fazendo
Talvez aqui caiba uma pergunta - vocecirc sabe como funciona uma
lacircmpada seacuterie
Em princiacutepio poderiacuteamos dizer que a lacircmpada seacuterie eacute uma espeacutecie de
fusiacutevel que natildeo queima
Como assim fusiacutevel que natildeo queima Que histoacuteria eacute essa
Todo mundo sabe que o fusiacutevel (natildeo confundir com fuzil) eacute aquele
ldquocarinhardquo que fica logo na entrada do circuito de modo que toda a
corrente do aparelho tem que passar por ele ou seja ele fica em seacuterie
com o circuito quer seja no aparelho ou na casa da gente (aiacute costuma
ser chamado de disjuntor)
Ele eacute dimensionado para suportar uma determinada corrente e se esta
corrente for maior que o previsto pelo projetista ele se romperaacute por
aquecimento (ainda bem)
Vale a pena lembrar aos novatos (soacute aos novatos mesmo) que nunca
jamais em tempo algum se deve trocar um fusiacutevel ldquoteimosordquo que
ldquoinsisterdquo em queimar sempre por outro ldquomais forterdquo (a menos que
vocecirc esteja fazendo treinamento para incendiaacuterio)
Considerando que o fusiacutevel que ldquoqueimourdquo estava com o seu valor em
ampegraveres igual ao especificado pelo fabricante significa que os
ldquoampegraveres (corrente) que passaram por ele estavam acima do normal
ou seja haacute uma sobrecarga ou curto circuito no aparelho
Paacutegi
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Qual a diferenccedila entre curto circuito e sobre corrente (over current)
Bem um curto circuito eacute circuito curto (sem trocadilhos) ou seja um
circuito de resistecircncia zero (aquilo que vocecirc tem no bolso no final do
mecircs) o que faz a corrente tender a um valor muitiacutessimo alto (as contas
a pagar)
Uma sobre corrente (over current) ocorre quando a resistecircncia do
circuito fica abaixo do normal mas natildeo eacute zero e portanto a corrente
ficaraacute mais alta que o especificado mas natildeo necessariamente se
tornaraacute muitiacutessimo alta de repente
Eacute comum ouvirmos nos noticiaacuterios ndash o incecircndio pode ter sido
provocado por um curto circuito que comeccedilou no aparelho de ar
condicionado e blaacute blaacute blaacute E aiacute cabe uma perguntinha e o disjuntor
natildeo desarmou imediatamente por quecirc
Para ficar mais faacutecil de entender o curto circuito eacute um infarto
fulminante enquanto a sobre corrente eacute provocada por uma sobre
carga eacute aquela doenccedila ldquoinvisiacutevelrdquo que mata devagar
E como a lacircmpada seacuterie pode ajudar no reparo de aparelhos
eletrocircnicos
Se ao ligarmos o aparelho atraveacutes da lacircmpada seacuterie e ela acender com
seu brilho ldquonormalrdquo significa que haacute um curto e obviamente vocecirc
deveraacute procuraacute-lo antes de ligar o aparelho diretamente agrave rede (a
menos que vocecirc seja acionista da faacutebrica de fusiacuteveis)
PAULO BRITES
Paacutegi
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Nos aparelhos modernos esta tensatildeo miacutenima costuma ser 90 ou 100V
logo com 60 V como no exemplo acima a fonte natildeo vai partir
Entendeu agora porque a lacircmpada seacuterie natildeo funcionou
E como resolver isso
Muito simples
A regra de ouro da lacircmpada seacuterie
Basta usarmos uma lacircmpada seacuterie com potecircncia cerca trecircs vezes a
potecircncia do aparelho para conseguirmos que cerca de 80 da tensatildeo
rede alimente o aparelho o que deve ser suficiente para a fonte partir
(80 de 127 V nos daacute 101 V)
Assim no nosso exemplo a potecircncia da lacircmpada deveria ser de 300 W
o que faraacute com que apareccedila mais tensatildeo sobre a carga (televisor) e
menos tensatildeo na lacircmpada que praticamente natildeo deveraacute acender se o
aparelho estiver funcionando corretamente
Uma duacutevida que quase todo mundo tem
No paraacutegrafo acima foi dito que se o televisor consumir 100 W e for
ligado em seacuterie com uma lacircmpada de 300 W teremos ldquomais tensatildeo no
televisor e menos lacircmpadardquo Vocecirc entendeu bem isso
Quanto maior a potecircncia da lacircmpada menor seraacute a sua resistecircncia e
como a lacircmpada estaacute em seacuterie com o aparelho em teste a corrente
que circularaacute na lacircmpada seraacute a mesma que circularaacute no aparelho
PAULO BRITES
Paacutegi
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E se natildeo conseguir comprar lacircmpadas incandescentes
As lacircmpadas incandescentes estatildeo descontinuadas ou seja natildeo satildeo
mais fabricadas portanto corra para comprar onde ainda tem estoque
antigo e faccedila as suas reservas
Outra opccedilatildeo eacute utilizar lacircmpadas haloacutegenas com
soquete E27 que funcionam de modo similar agraves
incandescentes pois ambas tecircm filamento
resistivo e isso eacute que importa no caso da
lacircmpada seacuterie
Um cuidado especial eacute quanto agrave potecircncia destas lacircmpadas Encontrei
trecircs potecircncias da marca OSRAM com indicaccedilotildees 42 W sim 60 W 70 W
sim 100 W e 100W sim 150W
Considere as os valores mais baixos de potecircncia (42 70 W e 100W) e
natildeo os valores mais altos
O que fabricante estaacute querendo dizer eacute que uma lacircmpada haloacutegena
de 42 W por exemplo equivale em termos de iluminaccedilatildeo a uma
incandescente de 60 W a de 70W equivale a uma de 100W
entretanto o que importa no nosso caso eacute o valor ldquoverdadeirordquo e natildeo
o equivalente em termos de iluminaccedilatildeo
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