Fernando

Circuito de ventilador de aquecimento elétrico Este circuito controla a operação do ventilador de aquecimento elétrico em três modos de velocidade diferentes. O driver é responsável por ativar o circuito por meio do interruptor de aquecimento , que controla o circuito de excitação (terminais 86 e 85 ) da bobina do relé. Este circuito possui um fusível para protegê-lo. O reostato instalado no circuito de potência possui três posições diferentes que proporcionam três velocidades diferentes ao ventilador elétrico. OperaçãoCom o reostato na primeira posição (conforme mostra o diagrama da figura), a corrente deverá passar pelos resistores R1 e R2 e consequentemente o valor da corrente fornecida ao ventilador elétrico será baixo e, consequentemente, a velocidade do ventilador também será baixa. Ao mover o reostato para a posição 2 , a corrente só precisará fluir pelo resistor R2, de modo que a queda de tensão produzida por este reostato será menor. Consequentemente, a corrente que alimentará o circuito de potência será maior do que a fornecida na posição 1 e, portanto, a velocidade do ventilador será maior. Com o reostato na posição número 3 , a corrente não flui através do resistor R1 ou R2 , então a corrente que flui através do circuito de potência está no máximo e, portanto, a velocidade do ventilador também estará no máximo. Circuito de farol baixo e farol alto O circuito mostrado na figura utiliza um relé duplo para controlar os faróis (máximos e baixos). O circuito é controlado pelo interruptor de ignição e luz de posição e pelo interruptor duplo para as luzes de médios e máximos. OperaçãoSe, com os interruptores de ignição e das luzes laterais fechados, o interruptor de duplo curso for colocado na posição 1, a bobina do relé 1 será excitada e, consequentemente, o contato entre os terminais 30 e 87 será fechado. Nessas circunstâncias, os faróis baixos serão acionados. Se o interruptor de duplo disparo for movido para a posição 2, nesse caso a bobina do relé 2 será excitada, o que fechará seu contato e ligará os faróis altos e, ao mesmo tempo, a luz de advertência associada a este circuito acenderá. Circuito com velocidade lenta e rápida para ventiladores elétricos de resfriamento O diagrama mostrado na figura descreve o sistema de acionamento dos ventiladores elétricos de refrigeração do Toyota Auris 140 Hybrid . Toyota Auris 140 Híbrido A instalação elétrica possui um relé principal que alimenta outros três relés ( relés das ventoinhas ), responsáveis pelo acionamento das duas ventoinhas elétricas do radiador. A unidade de controle do motor, por sua vez, é responsável por controlar o acionamento desses quatro relés. Este circuito elétrico permite que os ventiladores de resfriamento do radiador elétrico sejam controlados em dois modos de velocidade diferentes: velocidade lenta e velocidade rápida. Para que os ventiladores elétricos operem em baixa velocidade, eles são conectados em série . Para operar em velocidade máxima, eles são conectados em paralelo .

Circuitos elétricos com relésCircuito do ventilador de refrigeração do radiador elétrico Este circuito controla a partida do ventilador elétrico de arrefecimento do radiador com o objetivo de manter a temperatura do motor dentro dos limites pré-definidos pelo fabricante. Neste caso, o circuito de controle (terminais 86 e 85 do relé ) é controlado pelo interruptor de ignição e pelo interruptor térmico alojado no radiador. Este interruptor térmico é calibrado para fechar (devido ao efeito da temperatura do líquido de arrefecimento do radiador) a uma temperatura específica que normalmente oscila entre 90 e 95 °C. A abertura deste interruptor térmico geralmente ocorre quando o líquido de arrefecimento atinge uma temperatura de 80 a 85 °C. O circuito de potência (terminais 30 e 87 ) é protegido por meio de um fusível. OperaçãoAo ligar a ignição com o motor frio, o ventilador elétrico não liga, pois o interruptor térmico está aberto. Após um curto período de funcionamento, o motor atingirá a temperatura de ativação do interruptor térmico e fechará. A bobina do relé será então excitada, fechando o contato entre os terminais 30 e 87, o que dará partida no ventilador elétrico. O ventilador elétrico para quando a temperatura do líquido de arrefecimento atinge o valor de desligamento térmico ou se o motorista desliga a ignição e abre o contato. Vários exemplos de interruptores térmicos para o circuito de refrigeração do motor

Elementos de controle. O reléTipos de relésDe acordo com sua função, os relés podem ser: Relé únicoEste é o tipo de relé sobre o qual falamos na seção anterior. Este relé possui 4 terminais convencionais (30, 85, 86 e 87) onde, em repouso, a chave interna entre 30 e 87 está aberta. O símbolo e a aparência do relé podem ser vistos na imagem a seguir. Relé único com um único terminal de entradaBasicamente, esta é uma versão simplificada do relé anterior, da qual foi removido o terminal 86 (que é usado para energizar a bobina). A bobina é energizada através do terminal 30, que alimenta tanto o circuito de excitação quanto o de potência. Relé simples com saída duplaÉ o mesmo que um relé simples, mas tem dois terminais de saída (87) e (87a), o que é muito útil quando o relé alimenta duas cargas, caso em que nenhuma conexão externa é necessária. Relé convencional com fusível de proteção externoEste relé possui um fusível na linha de alimentação (entre os terminais 30 e 87) que é muito útil na realização de novas instalações. Relé com resistor em paraleloAo estudar o circuito de um relé simples com uma saída, vimos que ao fechar o circuito de controle, um campo magnético é criado na bobina que fecha os contatos do relé, mas também suas linhas de força atravessam todas as espiras da bobina. Quando o circuito de controle é desligado e a corrente na bobina deixa de existir, o campo magnético também desaparece, o que causa uma forte variação de fluxo na própria bobina. Isso gera uma força eletromotriz autoinduzida na bobina, que é diretamente proporcional à intensidade do campo e inversamente proporcional ao tempo de variação do fluxo magnético, além de se opor à fonte que a produziu, consequentemente tendo a mesma direção da corrente que foi desligada. Essa força eletromotriz induzida pode atingir altos valores de tensão e é a causa de distúrbios em outros circuitos e da deterioração dos componentes eletrônicos do carro. Para superar essas desvantagens, um resistor é instalado em paralelo com a bobina do relé, de modo que a força eletromotriz induzida seja fechada através do resistor na própria bobina do relé e não afete outros componentes eletrônicos do carro. Relé convencional múltiploDois relés são encaixados no mesmo invólucro, economizando espaço. Este tipo de relé permite controlar diversas funções simultaneamente. Relé de comutaçãoEste tipo de relé é igual ao relé convencional, com a única diferença de que incorpora um terminal ( 87b ) na posição de repouso do circuito de potência. O terminal 87 foi renomeado como 87a para diferenciá-lo claramente do novo terminal, 87b. Veja a imagem a seguir. Este tipo de configuração permite diferentes aplicações: Se o terminal 87b não for utilizado, ele se comporta como um relé convencional Se apenas o terminal 87b for usado, a funcionalidade do relé convencional será invertida, ou seja, o circuito de potência será desligado quando o circuito de excitação for alimentado com energia. Função de comutação. Neste caso, cada um dos 87 terminais alimentará um circuito que comutará com o outro terminal. As imagens a seguir mostram as funções de comutação com o relé em repouso e em operação. Interruptor de relé na posição de repouso Interruptor de relé na posição de operação Relé convencional com diodo em paraleloEste tipo de relé substitui o resistor visto na seção anterior por um diodo (D1), que também é conectado em paralelo com a bobina, de modo que a FEM induzida é fechada através deste diodo na própria bobina, o que evita que outros componentes eletrônicos do carro sejam afetados. Relé convencional com diodo em paralelo e diodo de proteção em série.O relé convencional com diodo em paralelo estudado anteriormente tem a desvantagem de que, se a bobina for conectada com polaridade invertida, o diodo entra em curto-circuito e é destruído. A imagem a seguir mostra essa situação. Convencional realmente com diodo em paralelo em curto-circuito Para evitar isso, este novo relé possui um segundo diodo em série com a bobina de excitação, o que o protege contra conexões equivocadas. A imagem a seguir mostra como o relé se comporta tanto na situação de conexão correta quanto na incorreta. Conexão defeituosa Conexão correta

Elementos de controle. O reléConstrução e operação do reléO relé é um componente elétrico que funciona como um interruptor. É composto por uma bobina eletromagnética que, ao ser excitada, cria um campo magnético que fecha os contatos do interruptor . O relé consiste em dois circuitos, um é o circuito de controle ou excitação entre os terminais 86 e 85 com uma corrente de miliamperes, e outro circuito de potência entre os terminais 30 e 87 que é projetado para um fluxo de corrente entre 20 a 40 A normalmente. Peças e disposição dos terminais do relé Símbolo e numeração dos terminais do relé Relés são usados em circuitos de alto consumo, os interruptores funcionam apenas com a corrente de controle ou excitação e conectam o circuito de potência ou consumo diretamente à bateria por meio de um fusível de proteção. Dessa forma, a alta corrente da seção de potência é impedida de passar pelo interruptor, o que previne sua deterioração prematura, que ocorre como consequência de arcos elétricos gerados durante a operação. Como o consumo do circuito de controle ou excitação é muito baixo (da ordem de miliamperes), o interruptor dificilmente se desgasta. No carro, esses elementos são usados na maioria dos sistemas elétricos do veículo, como motor de partida, luzes, ABS, velas de incandescência, injeção, etc. Operação do reléO circuito de potência é controlado pela ação eletromagnética do circuito de controle , composto pela bobina enrolada em torno de um núcleo magnético (eletroímã). Quando a chave de controle é fechada, o circuito de controle ( Im ) é conectado entre os terminais 86 e 85 excitando a bobina do eletroímã , seu campo magnético então fecha os contatos do relé entre os terminais 30 e 87 , através dos quais se estabelece o circuito de potência ou consumo ( Ic ), que alimenta a carga ou cargas. A imagem a seguir representa o estado de repouso e operação de um circuito controlado por um relé. Circuito em repouso Circuito em operação Existem muitos tipos de relés que podem variar dependendo do número de terminais, dos sistemas de autoproteção que possuem, etc. Veremos cada um deles na seção a seguir.

Elementos de controle. Interruptores, botões e interruptores multi-tomadaEsses elementos de controle são usados para abrir e fechar um circuito elétrico. Dependendo de sua função, podemos separá-los em interruptores, botões e interruptores multi-tomada. TrocarA chave é um dispositivo que permite a abertura e o fechamento de um circuito. Ela possui duas posições nas quais pode permanecer se não for acionada externamente: uma corresponde ao circuito aberto e a outra ao circuito fechado . O símbolo elétrico do interruptor é mostrado na imagem a seguir: Símbolos para representar um interruptor e exemplos de interruptores convencionais A imagem a seguir mostra a aplicação e a representação gráfica de um interruptor em um circuito elétrico básico. Às vezes, o mesmo interruptor precisa alimentar duas linhas de corrente, sendo especialmente útil ter um interruptor duplo. Este consiste em um único interruptor com dois terminais de entrada e dois terminais de saída. Esta representação gráfica é mostrada na imagem a seguir: Símbolo de interruptor duplo Exemplos representativos de interruptores no carro são: interruptor do farol alto ou das luzes de posição (geralmente interruptores rotativos), interruptor da luz interna da cabine, interruptor da luz de emergência (aviso), interruptor do rádio, interruptor para desligar o sinal acústico de aviso de proximidade de ré, interruptor do sistema start-stop, interruptor do farol de neblina, etc. Alguns exemplos de diferentes interruptores usados no carro BotãoO botão é um dispositivo que permite abrir e fechar um circuito. É semelhante a um interruptor, mas com a diferença de que apenas uma de suas posições é de repouso. A segunda posição é mantida apenas enquanto o botão é pressionado. Ao ser liberado, ele retorna à posição de repouso. Os botões podem ser de dois tipos, dependendo da posição dos seus contatos em repouso: normalmente abertos (NA) e normalmente fechados (NF). A imagem a seguir mostra o símbolo de cada um deles. Símbolo de botão Alguns exemplos de botões são: para abrir e fechar portas, para a posição do freio, para a posição da embreagem, para ré, para a buzina, etc. A imagem a seguir mostra alguns deles. Interruptor multi-lanceA chave multi-lance é um dispositivo elétrico que altera o caminho seguido por uma corrente elétrica em um determinado circuito. Ela é muito semelhante às chaves comuns, mas quando a chave multi-lance desconecta um circuito, ela conecta outro. Podemos dizer que uma chave multi-lance é uma chave à qual foi adicionado um terminal em sua posição de circuito aberto, o que permite que um novo caminho para a corrente seja estabelecido. A imagem a seguir mostra o símbolo deste componente. Talvez o exemplo mais claro de um interruptor multi-posições usado no carro seja a alavanca do pisca. Este interruptor multi-posições tem três posições: uma para acender os indicadores do lado direito, outra para acender os indicadores do lado esquerdo e outra para a posição de repouso. A imagem a seguir mostra o diagrama elétrico básico dos indicadores, no qual é possível ver como o interruptor multi-throw fornece energia para um lado ou outro do circuito, dependendo da posição do interruptor. Circuito indicador básico Alguns exemplos de interruptores multi-tomada no carro são o farol alto e o farol baixo, o interruptor do vidro elétrico e a velocidade do ventilador do ar-condicionado. A imagem a seguir mostra um exemplo de cada um deles.

Receptores e cargasUm receptor elétrico é qualquer dispositivo, aparelho ou máquina capaz de converter energia elétrica recebida em qualquer outra forma de energia. O receptor ou carga é um elemento principal do circuito e a razão pela qual a instalação foi criada. Quando uma carga é incorporada a um circuito, certas propriedades ou características do receptor devem ser levadas em consideração. Essas propriedades são, entre outras, o tipo de corrente com que ele opera (corrente contínua ou alternada), a tensão na qual deve operar e a potência por ele consumida. Alguns exemplos de cargas aplicáveis ao carro são lâmpadas incandescentes, motores de vidros elétricos, velas de incandescência, motor de partida e outros motores elétricos em geral, etc. Alguns exemplos de cargas elétricas Classificação das cargas de acordo com a energia obtidaOs receptores podem ser dos seguintes tipos de acordo com o tipo de energia que deles se obtém: Térmicos: Resistores elétricos em geral, como velas de incandescência ou velas para aquecimento adicional, sensores de temperatura, etc. Eletroquímica: Capacitores Mecânica: Motores elétricos, válvulas solenoides, etc... Luz: Lâmpadas incandescentes, lâmpadas de xenônio, LEDs Som: Alto-falantes e restante instalação sonora do veículo Eletromagnéticos: Bobinas, relés, etc...

Elementos de proteção. O fusível térmicoFusívelSe ocorrer um curto-circuito em um ponto específico de uma instalação elétrica, a corrente passará diretamente do terminal positivo para o negativo da bateria sem queda de tensão (já que não há resistores entre eles), o que resultará em uma corrente fluindo alta o suficiente para causar superaquecimento no cabo a ponto de queimá-lo. Detalhe de um cabo superaquecido e queimado Para evitar os tipos de situações descritas acima, são utilizados fusíveis. Eles são elementos de proteção nos circuitos elétricos e eletrônicos do carro, compostos por um fio de liga de chumbo e estanho calibrado para derreter quando uma determinada corrente o atravessa. Os fusíveis são conectados em série com o circuito elétrico que protegem. Quando ocorre um curto-circuito, a alta corrente que flui por ele causa um aumento acentuado da temperatura na seção afetada do circuito, o que provoca a fusão do fusível. Assim, a corrente cessa o fluxo pelo circuito e não há mais riscos para o sistema. A imagem a seguir mostra alguns tipos de fusíveis usados na indústria automotiva, embora hoje em dia o fusível mais usado seja o plug-in. Os fusíveis são agrupados em caixas de fusíveis que também podem conter outros elementos de controle, como relés, e que geralmente estão localizadas no compartimento do motor (perto da bateria) e na cabine de passageiros (sob o painel). Fusíveis plug-inEsses tipos de fusíveis são fabricados em plástico transparente para que possam ser facilmente verificados visualmente, e suas diferentes cores indicam a corrente máxima para a qual estão calibrados; no entanto, geralmente possuem essa corrente marcada na borda superior. Estrutura do fusível plug-in Ao substituir um fusível queimado, é muito importante que ele tenha o mesmo valor para evitar problemas em caso de sobrecorrentes. A imagem a seguir mostra as amperagens suportadas por cada fusível de acordo com sua cor. Conforme indicado na figura anterior, os fusíveis plug-in possuem dois pontos de inspeção que permitem verificar a condição do fusível sem a necessidade de removê-lo do seu alojamento na caixa de fusíveis. Os procedimentos para verificar a condição de um fusível são descritos abaixo: Procedimento 1Feche o interruptor que fornece o fusível a ser verificado. Use um voltímetro para verificar se há tensão nos dois pontos de inspeção. Se houver, o fusível está em boas condições. (Veja a imagem a seguir). Procedimento 2Abra o interruptor que fornece o fusível a ser verificado. Use um ohmímetro para verificar se há continuidade entre os dois pontos de inspeção. Se o ohmímetro indicar 0 Ω , o fusível está em boas condições. (Veja a imagem a seguir). Como há um grande número de circuitos a serem protegidos e o tamanho da caixa de fusíveis é limitado devido a vários fatores, muitas vezes o mesmo fusível protege mais de um circuito. Nesses casos, quando dois circuitos que compartilham o mesmo fusível param de funcionar ao mesmo tempo, é muito provável que o fusível compartilhado esteja queimado. Como escolher o fusível mais apropriado para um circuito específicoCom base na fórmula de potência e sabendo a tensão em um circuito (que no caso automotivo geralmente é 12 V), a corrente que flui por ele pode ser facilmente estabelecida, o que nos dá o parâmetro que fornece o valor do fusível a ser selecionado. Ao fazer da intensidade de corrente (I) o objeto da fórmula acima, obtemos a fórmula que nos permite calcular a corrente que circula no circuito e, a partir dela, podemos determinar o fusível mais adequado para a instalação em que estamos trabalhando. I =PV Suponhamos que temos um circuito que desenvolve uma potência de 50 W com uma tensão aplicada de 12 V. Qual fusível deve ser usado na instalação?

FiaçãoCabos são fios de cobre protegidos por um revestimento isolante com cores diferentes para facilitar a identificação. Eles conectam eletricamente os diversos elementos do circuito. No veículo, os cabos são agrupados em chicotes elétricos que são fixados à carroceria por meio de presilhas, e passam por painéis metálicos e portas protegidas por meio de arruelas ou foles de borracha. Uma série de fatores deve ser levada em consideração ao trabalhar em instalações elétricas no veículo. O valor máximo da corrente que pode passar por um fio depende de sua seção transversal e comprimento. Se um fio muito fino for escolhido para a instalação, ele terá uma alta resistência, resultando em uma queda de tensão excessiva no circuito, o que, por sua vez, reduzirá sua eficiência e o superaquecerá, com o consequente risco de incêndio. Da mesma forma, um fio com comprimento maior do que o estritamente necessário também levará a uma queda de tensão que reduzirá a eficiência do circuito. Para calcular a seção transversal de um fio para caber em uma instalação elétrica específica, use a seguinte fórmula: As seções transversais dos fios padrão mais comumente utilizadas no sistema elétrico de um carro são, de acordo com a norma UNE: 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2,5, 4, 6, 10, 16, 25 e 35 mm² . A imagem a seguir mostra a relação entre a seção transversal do fio e seu diâmetro correspondente. Da fórmula acima, se substituirmos o valor da resistência do cabo R , obtemos uma fórmula muito útil para calcular as seções transversais mínimas em função da intensidade de corrente (I), do comprimento do fio (L), da queda de tensão máxima admissível (ΔV) (que nestes casos é sempre 2,5% , o que equivale a 0,3 V ) e do coeficiente de resistividade (ρ). Qual seção transversal do fio devemos comprar se quisermos instalar faróis de neblina que consomem 18 A, sabendo que o comprimento total do fio a ser usado é de 3,5 m?

Fontes de energiaUma fonte de energia é o componente do circuito elétrico que fornece a força eletromotriz necessária para estabelecer o fluxo de elétrons quando o circuito elétrico é fechado. As principais fontes de energia de um carro são a bateria e o alternador . Outras fontes possíveis relacionadas ao setor são as células (usadas, por exemplo, em controles remotos para travamento centralizado) e os carregadores-motores de partida. Fontes de energia. Bateria, alternador, células, carregador de bateria. BateriaA bateria é um dos elementos mais importantes do sistema elétrico do carro. É a fonte de energia que alimenta os diversos circuitos elétricos do veículo. Sua principal função é dar partida no motor, para o qual deve ser capaz de atender às consideráveis demandas de potência do motor de partida. Durante a partida do motor, a bateria descarrega muito rapidamente e se esgota em um tempo muito curto. Para evitar isso, ela deve ser recarregável e, para isso, possui um sistema de carregamento composto essencialmente por um alternador que carrega a bateria e alimenta os demais circuitos após a partida do motor. As baterias automotivas são geralmente de chumbo e se caracterizam por serem compostas por uma série de células ou vasos conectados em série. Essas células são compostas por placas de chumbo banhadas em um eletrólito líquido que converte energia química em energia elétrica durante o processo de descarga e de energia elétrica em energia química durante o processo de carga. Cada uma das células fornece uma voltagem de cerca de 2,1 V e sua célula é composta por uma série de placas positivas conectadas em paralelo e outra série de placas negativas (também conectadas em paralelo), com seus separadores correspondentes para evitar curtos-circuitos. Partes da bateria Como regra geral, uma bateria automotiva fornece uma tensão de cerca de 12 V, para a qual utiliza um total de 6 células localizadas em 6 compartimentos. Para aumentar a capacidade da bateria e manter sua tensão, basta aumentar o número de placas contidas em cada compartimento, sem alterar o número de células. Símbolo elétrico da bateria O símbolo da bateria usado em diagramas de circuitos elétricos é mostrado abaixo: AlternadorComo vimos na seção anterior, o alternador é o elemento que gera a corrente necessária para carregar a bateria e dá suporte ao sistema elétrico do veículo alimentando outros circuitos. Alternador É um gerador de corrente alternada , cujo funcionamento se baseia no princípio da indução eletromagnética, podendo gerar correntes da ordem de 250 A a uma tensão constante de cerca de 14 V. O alternador converte a energia mecânica do motor em energia elétrica por meio do movimento que recebe do sistema de transmissão por meio de polias e uma correia, o que fornece o movimento de rotação que o alternador precisa para funcionar.

Indução mútua (transformadores)O princípio de operação do transformador é baseado no fenômeno de indução eletromagnética, que diz que sempre que um condutor é submetido a um campo magnético variável, uma CEM induzida é gerada nele devido à variação do fluxo, o que dará origem a um fluxo de corrente se o circuito for fechado. Quando uma corrente alternada flui através de uma bobina, um campo magnético variável também é gerado nela, também alternado. Esse campo magnético alternado se estende do centro da bobina e retorna a ele à medida que a corrente alternada que flui através da bobina varia de zero a um máximo e do máximo a zero. Como o campo magnético alternado precisa se mover através dos enrolamentos da bobina, uma força eletromotriz autoinduzida é criada nela devido à variação do fluxo que se opõe à variação da corrente. EMF autoinduzido em uma bobina com uma corrente alternada fluindo através dela Se o campo magnético alternado gerado por uma bobina cruza o enrolamento de outra bobina, uma FEM é induzida nesta segunda bobina, exatamente da mesma forma que uma FEM autoinduzida é induzida em uma bobina cortada por seu próprio campo magnético. A FEM induzida gerada na segunda bobina é chamada de “ FEM mutuamente induzida ”, enquanto a ação de gerar esta tensão é chamada de “ ação transformadora ”. Nesta ação transformadora, a energia elétrica é transmitida de uma bobina ( primária ) para a outra ( secundária ) por meio de um campo magnético variável. EMF induzido mutuamente Um transformador simples consiste em duas bobinas muito próximas, mas eletricamente isoladas uma da outra. A corrente alternada é aplicada à bobina, chamada de " enrolamento primário ". Isso gera um campo magnético que atravessa o enrolamento da outra bobina, chamado de " enrolamento secundário ", e uma força eletromotriz induzida é gerada nela. As bobinas não estão conectadas entre si. No entanto, há um acoplamento magnético entre elas, pois no transformador a energia elétrica é transferida de uma bobina para a outra por meio de um campo magnético variável alternado. Estrutura básica de um transformador Na imagem a seguir, você pode ver exemplos de transformadores, alguns deles para uso doméstico. Pressupondo que todas as linhas de força magnéticas do primário cruzam todos os enrolamentos do secundário, a tensão induzida no secundário dependerá, como você pode esperar, da relação entre o número de voltas no enrolamento secundário e o número de voltas no enrolamento primário. Quando o enrolamento secundário tem mais espiras que o primário, o transformador é chamado de “ transformador elevador ” e no caso oposto, ou seja, quando o enrolamento primário tem mais espiras que o secundário, é chamado de “ transformador redutor ”. Para cálculos de transformadores, a seguinte fórmula é usada: Transformation ratio = RT = VpVs = IsIp = NpNs Onde: V p = Tensão de corrente alternada aplicada ao primário I p = Corrente alternada no primário N p = Número de voltas no primário V s = Tensão de corrente alternada que aparece no secundário I s = Corrente alternada no secundário N s = Número de voltas no secundário Exercício resolvido Temos um transformador sobre o qual sabemos as seguintes informações: A tensão aplicada ao circuito primário: V p = 50 V Corrente no circuito primário: I p = 10 A Número de voltas no enrolamento primário: N p = 25 Número de voltas no enrolamento secundário: N s = 100 Calcular: A tensão secundária induzida: V s A corrente resultante no secundário: I s Solução do exercício: Aplicando a fórmula acima, a tensão secundária induzida V s é obtida da seguinte forma: VPNP =NPNS VS = VP×NSNP = 60×30040 = 450V Para calcular a corrente secundária I s , proceda da seguinte forma: ISIP =NPNS IS = IP×NPNS = 8×40300 = 1,067A Transformadores no setor automotivoAté agora, vimos como funciona um transformador que possui uma tensão de alimentação alternada aplicada ao primário. Como sabemos, a fonte de energia de um carro é, geralmente, uma bateria de 12 V que fornece corrente contínua. Então, como um transformador usado no setor automotivo opera com corrente contínua? O exemplo mais claro de um transformador automotivo é a bobina de ignição. Essa bobina é composta por um enrolamento primário e um secundário instalados em um núcleo magnético, ou seja, sua estrutura é idêntica à do transformador estudado acima. A única diferença reside na forma como a variação do fluxo magnético é gerada. No caso das bobinas de ignição automotivas, essa variação é obtida pela abertura e fechamento do circuito primário de alimentação. A comutação de um circuito aberto para um circuito fechado e vice-versa produz a variação do fluxo magnético que provoca a indução no enrolamento secundário. Diferentes tipos de bobinas de ignição usadas no carro.

Força eletromagnética exercida sobre um condutorNas seções anteriores, examinamos a produção de força eletromotriz em um condutor que se move através de um campo magnético. Dessa forma, a energia mecânica fornecida ao condutor, ao movê-lo, é convertida em energia elétrica. Da mesma forma, a energia elétrica pode ser convertida em energia mecânica por meio de um campo magnético que contém um condutor por onde flui uma corrente elétrica. Nesse caso, uma força de movimento é exercida sobre o condutor, que o move em uma direção específica. Se a direção da corrente no condutor for invertida, o movimento ainda ocorrerá, mas na direção oposta ao caso anterior. Isto é explicado da seguinte maneira: Um condutor é colocado em um campo magnético existente entre os polos de um eletroímã (veja a imagem a seguir). Quando não há fluxo de corrente no condutor, o campo magnético é uniforme, ou seja, as linhas de força são paralelas. Isso é mostrado na figura A da imagem. Origem da força eletromagnética em um condutor No entanto, se houver uma corrente fluindo através do condutor, surgirá um novo campo magnético cujas linhas de força são círculos concêntricos com o próprio condutor (figura B na imagem) e cuja intensidade diminui à medida que se afasta do condutor. Na figura B, a corrente no condutor está na direção que sai do plano de desenho; portanto, a direção das linhas de força está no sentido anti-horário, como pode ser deduzido da " Regra da Mão Esquerda " vista na seção Campo Magnético em um Condutor . Agora veremos o que acontece quando os dois campos magnéticos são sobrepostos, o devido aos polos N e S e o originado da corrente elétrica que flui através do condutor (figura C na imagem). Neste caso, um campo magnético resultante aparecerá cujas linhas de força não são uniformes. Vemos que no lado esquerdo do condutor, as linhas de força originadas dele estão na direção oposta às linhas de força do campo originado dos polos N e S. Por outro lado, as direções das linhas de força dos dois campos no lado direito do condutor coincidem. Consequentemente, o campo magnético é enfraquecido no lado esquerdo e reforçado no lado direito. Este desequilíbrio produz o movimento do condutor na direção vista na figura C da imagem. Esse fenômeno físico produzido quando um condutor é movido em um campo magnético quando uma corrente elétrica é aplicada a ele é o princípio no qual se baseia o funcionamento dos motores elétricos . Para determinar a direção da força que atua sobre o condutor e que tenderá a movê-lo, utiliza-se a " Regra dos três dedos da mão esquerda ". Regra dos três dedos da mão esquerda Posicione o polegar , o indicador e os dedos médios da mão esquerda formando ângulos retos entre eles (veja a imagem) e aponte o dedo indicador na direção das linhas de força do campo magnético criadas pelos polos N e S , e o dedo médio na direção da corrente que flui pelo condutor, e a direção do polegar indicará a direção da força que tenta mover o condutor. Como você pode ver, esta regra é semelhante à apresentada na seção " Força eletromotriz induzida em um condutor retilíneo " para determinar a direção da força eletromotriz induzida em um condutor que se move em um campo magnético, a única diferença sendo a mão que deve ser usada. Por esse motivo, elas se distinguem dizendo que a direita é a mão geradora e a esquerda é a mão motora .

AutoinduçãoComo já mencionamos em seções anteriores, quando uma corrente flui através de uma bobina, um campo magnético é induzido nela, atravessando suas espiras adjacentes. Sempre que há uma variação na corrente que flui através da bobina, ocorre uma variação no campo magnético; essa variação de fluxo produz uma FEM autoinduzida. A direção da corrente autoinduzida é dada pela lei de Lenz . Lei de Lenz Mudanças na voltagem aplicada a um condutor geram uma força eletromotriz autoinduzida, cuja direção se opõe ao fluxo de corrente que a está causando. Ou seja, quando a corrente na bobina aumenta, a FEM induzida está na direção oposta e tenta impedir que a corrente na bobina aumente (veja a imagem a seguir). Por outro lado, quando a corrente na bobina diminui, a FEM induzida fica na mesma direção e tentará impedir que a corrente na bobina diminua (veja a imagem a seguir). No caso da corrente contínua, o fenômeno de autoindução só afeta o fluxo de corrente quando o circuito é aberto e fechado , pois é quando ocorrem mudanças na corrente que flui pelo circuito. Ao fechar o circuito , a corrente deve atingir seu valor máximo imediatamente, mas, no entanto, ocorre um pequeno atraso devido ao rápido crescimento do campo magnético ao redor das espiras adjacentes da bobina (variação de fluxo), o que produz uma FEM autoinduzida com polaridade oposta à da fonte de tensão e que tenta impedir o aumento da corrente. No entanto, isso não pode impedir que a corrente finalmente atinja seu valor máximo, pois a FEM autoinduzida deixa de existir assim que a corrente atinge seu valor máximo e não varia mais. Enquanto o circuito permanece fechado, a corrente permanece constante e uma FEM autoinduzida não é gerada (como não há variação de corrente, não há variação de fluxo e, consequentemente, não há FEM induzida). Ao abrir o circuito , o fluxo de corrente deve cair para 0 e parar imediatamente; no entanto, ocorre um pequeno atraso devido ao rápido colapso do campo magnético nas espiras adjacentes da bobina (variação de fluxo), o que produz uma FEM autoinduzida muito alta, com a mesma polaridade da fonte de tensão , e que tenta não apenas impedir a redução da corrente, mas também produzir um arco entre os contatos do interruptor para manter o fluxo de corrente. No entanto, isso não pode impedir que a corrente finalmente caia para zero, pois a FEM autoinduzida deixa de existir assim que a corrente não varia mais. Embora seja apenas momentâneo, o EMF autoinduzido causado por essa rápida diminuição do campo é extremamente alto e, às vezes, atinge a tensão original da fonte de tensão várias vezes. Esse efeito é frequentemente usado em certos sistemas para obter tensões muito altas; um bom exemplo é a bobina de ignição de um carro. Bobinas de ignição do tipo DIS (Distributorless Ignition System) Oscilograma do circuito secundário do sistema de ignição

Força eletromotriz induzidaForça eletromotriz gerada em um loopSe pegarmos uma espira ABCD e a colocarmos dentro de um campo magnético gerado pelos polos N e S de um ímã e a girarmos dentro desse campo, seus condutores AB e CD estarão simultaneamente localizados em polos opostos. Isso é o que acontecerá na espira da figura a seguir: quando a seção AB for movida para perto do polo N , a seção CD se moverá para perto do polo S. Durante a rotação da espira na direção indicada na figura, as duas seções ativas AB e CD induzirão forças eletromotrizes iguais (pois possuem comprimento igual, giram na mesma velocidade e cortam o mesmo número de linhas de força), mas terão direções completamente opostas. Para verificar isso, basta aplicar, na figura a seguir, a " regra dos três dedos da mão direita ", pois a FEM induzida ( IAB ) na seção AB vai de A para B , enquanto a gerada pela seção CD ( ICD ) vai de C para D . O sentido em que os CEMs são induzidos em ambas as seções significa que eles serão gerados no circuito na mesma direção, o que significa que a força eletromotriz é a soma de ambos os CEMs individuais. Se colocarmos um voltímetro nas extremidades do loop e fizermos leituras da FEM induzida em cada estágio de rotação do loop, obteremos um gráfico de tensão como o mostrado na imagem a seguir: Como você pode ver, a curva de corrente obtida é senoidal, o que representa uma corrente alternada . Isso ocorre porque, durante a primeira meia volta , o circuito corta as linhas de força do campo magnético em uma direção e, durante a segunda meia volta, o faz na direção oposta. Se quisermos que a corrente gerada por este laço seja útil para aplicações automotivas, temos que convertê-la em corrente contínua. Existem duas opções para remover essa alternância: uma é aplicada em alternadores , que consiste em retificar a corrente por meio de diodos (esta opção é estudada em profundidade em outros módulos). A outra opção é aplicada em dínamos . Esta solução consiste em conectar as extremidades do laço a dois segmentos alojados em um comutador (veja a imagem a seguir), de tal forma que cada uma das escovas sempre tome os mesmos valores positivos ou negativos de cada condutor (escova positiva e escova negativa). Como você pode ver no gráfico acima, a conexão das duas extremidades do loop aos segmentos do comutador resolve a alternância da corrente induzida, mas não a pulsação (mudanças regulares na intensidade da tensão induzida). Para eliminar a pulsação, se instalarmos outro laço deslocado em 90° em relação ao primeiro, obteremos um gráfico de tensão como o mostrado na imagem a seguir, onde quando um laço assume valores mínimos, o outro assume valores máximos e vice-versa. Com esse arranjo dos laços, reduzimos consideravelmente a pulsação, de modo que agora a força eletromotriz induzida não cai a zero. A incorporação de novos laços dispostos em um ângulo apropriado proporciona uma corrente retificada, contínua e linear.

Força eletromotriz induzidaForça eletromotriz induzida em um condutor retoSe um condutor LM for movido através de um campo magnético cortando suas linhas de força, uma força eletromotriz será induzida no condutor, que será proporcional à velocidade na qual as linhas de força são cortadas e à quantidade de linhas cortadas. Com a disposição mostrada na figura anterior, podemos afirmar o seguinte: Supondo que os polos N e S estejam fixos, se movermos o condutor linear linear na direção indicada pela seta vermelha, podemos ver como a agulha do amperímetro indica o fluxo de uma pequena corrente elétrica, desviando-se em uma direção específica. Isso demonstra que uma força eletromotriz foi induzida no condutor, cuja direção é de L para M. Se pararmos de mover o condutor no campo magnético, a corrente deixará de fluir por ele. O mesmo acontecerá quando o condutor sair da área de influência do campo magnético. Ou seja, para que uma força eletromotriz seja induzida em um condutor, ela deve cortar as linhas de força do campo magnético. Se realizarmos a mesma ação, mas agora movermos o condutor no sentido oposto ao marcado pela linha vermelha, veremos novamente que a agulha do amperímetro se move para indicar uma força eletromotriz gerada no condutor, mas desta vez o movimento da agulha é no sentido oposto ao do teste anterior, ou seja, o sentido da corrente gerada vai de M para L. Isso demonstra que a direção da força eletromotriz induzida depende da direção na qual o condutor é movido em relação ao campo magnético. Se realizarmos experimentos semelhantes, mas mantivermos o condutor fixo e movermos os campos N e S , os resultados serão idênticos aos obtidos ao mover o condutor. Resumindo... Se um condutor for movido em um campo magnético em uma direção que faça com que ele corte suas linhas de força, uma força eletromotriz será induzida nesse condutor. Direção da força eletromotriz induzidaOs experimentos realizados acima mostram que a direção de deflexão da agulha do medidor depende do sentido relativo do condutor linear em relação ao campo magnético. A relação entre a direção da corrente induzida, a direção em que o condutor se move e a direção do fluxo magnético é dada por uma regra simples chamada " regra dos três dedos da mão direita ", descrita a seguir: Regra dos três dedos da mão direita Posicione o polegar , o indicador e o dedo médio da mão direita de modo que formem ângulos retos mútuos, aponte o dedo indicador na direção do fluxo do campo magnético e o polegar na direção do movimento relativo do condutor em relação ao sistema polar, e o dedo médio indicará a direção na qual a força eletromotriz induzida fluirá no condutor. Valor EMF induzidoA partir do que vimos até agora, podemos deduzir que uma força eletromotriz é induzida em um condutor sempre que ele corta as linhas de força de um campo magnético. A corrente induzida depende de certos parâmetros: A velocidade com que o condutor se move dentro do campo magnético. Ao se mover a uma velocidade maior, ele cortará mais linhas de força e, consequentemente, a FEM induzida será maior. O comprimento do condutor . Quanto maior o condutor, maior o número de linhas de força cortadas e, portanto, maior a corrente induzida. A intensidade do campo magnético . Quanto mais linhas de força houver, mais linhas serão cortadas pelo condutor e o resultado será uma maior FEM induzida. Do exposto, podemos estabelecer o seguinte: Definição O valor da força eletromotriz induzida em um condutor que se move perpendicularmente à direção das linhas de força do campo magnético é diretamente proporcional à intensidade desse campo, ao comprimento do condutor e à velocidade com que o condutor se move através do campo.

Força eletromotriz induzidaSempre que um condutor em um campo magnético é submetido a uma variação no valor das linhas de fluxo desse campo, uma força eletromotriz (FEM) é gerada nele, chamada de induzida . Se esse condutor fizer parte de um circuito fechado, uma corrente elétrica fluirá através dele, chamada de corrente induzida . O fenômeno pelo qual uma força eletromotriz é gerada em um condutor ao variar o fluxo magnético ao qual ele é submetido é conhecido como indução . Existem duas maneiras de produzir a variação de fluxo necessária para obter a força eletromotriz induzida: o método dinâmico e o método estático . A força eletromotriz é gerada dinamicamente pela movimentação do condutor através do campo magnético, cuja intensidade permanece constante. Bons exemplos desse tipo são alternadores e dínamos , cujos condutores estão alojados no estator (no caso do alternador) e no rotor (no caso do dínamo), e estão sujeitos a variações de fluxo em consequência da rotação de seu eixo. Dínamo e alternador A força eletromotriz é gerada estaticamente pela variação da intensidade do campo magnético. Nesses casos, tanto o condutor quanto a fonte geradora de fluxo magnético permanecem estáticos. Um bom exemplo desse tipo é o transformador (sobre o qual falaremos mais adiante). Bobina de ignição. Um bom exemplo de transformadores aplicados ao setor automotivo Procedimentos de induçãoEmbora existam outros, os procedimentos usuais para produzir forças eletromotrizes induzidas são os seguintes: Exemplo 1Suponha que conectamos um amperímetro em série com a bobina da imagem a seguir. Se aproximarmos um ímã permanente dessa bobina, veremos que o amperímetro indica um fluxo de corrente, ou seja, uma força eletromotriz (FEM) foi induzida. Essa FEM induzida será gerada à medida que o ímã se aproxima da bobina. Quando paramos de mover o ímã, o fenômeno de indução cessa. Se agora fizermos o movimento inverso com o ímã, ou seja, afastá-lo da bobina, veremos também que há uma FEM induzida, mas neste caso ela será de sinal oposto àquela criada ao aproximar o ímã. Se realizarmos o mesmo experimento, mas desta vez movermos a bobina enquanto o ímã permanece parado, obteremos resultados idênticos. Se os movimentos de vaivém forem realizados a uma velocidade maior, podemos observar que a FEM induzida é maior. Ou seja, a velocidade com que ocorre a variação do fluxo ao redor da bobina influencia diretamente o valor da FEM induzida. Quando o CEM induzido é produzido por campos magnéticos de ímãs permanentes, as máquinas que os geram são chamadas magnetoelétricas ou, mais comumente, magnetos . Gerador de magneto estator para Yamaha Guerrero Exemplo 2Se substituirmos o ímã permanente do procedimento acima por uma segunda bobina -A- e aplicarmos uma corrente elétrica a ela, este se comportará exatamente da mesma maneira que o ímã do procedimento 1. Portanto, se repetirmos os vários experimentos realizados com o ímã, obteremos os mesmos resultados, pois a bobina -B- estará submetida à variação do fluxo magnético causada pelos movimentos de vaivém da bobina -A- . Máquinas elétricas nas quais a CEM induzida é produzida em bobinas localizadas no centro de campos magnéticos gerados por outras bobinas eletricamente excitadas são chamadas de máquinas dínamo-elétricas , entre as quais se destacam os dínamos e os alternadores. Exemplo 3Com o conjunto formado pelas duas bobinas do experimento anterior, uma FEM induzida pode ser obtida na bobina -B- de outra maneira. O método é muito simples: consiste em manter as duas bobinas fixas, o que significa que a variação de fluxo na bobina -B- não é produzida pelo movimento da bobina -A- , mas pelo fluxo e interrupção da corrente usando a chave -C- . Ao abrir e fechar o interruptor -C- , pode-se observar que a agulha do amperímetro se move em direções opostas dependendo se o interruptor está sendo aberto ou fechado. Este experimento de procedimento estático é a base da operação de transformadores .

Bobina e eletroímãCampo magnético criado por um loopConsideremos uma corrente elétrica fluindo através de uma espira (veja a figura a seguir) e observemos o campo magnético que ela gera. Se a regra da mão esquerda for aplicada a essa espira, podemos ver que todas as linhas de força do campo magnético criadas ao longo do comprimento da espira têm a mesma direção, ou seja, todas as linhas de força ao redor do condutor saem por um dos lados da espira e entram pelo outro. Consequentemente, uma espira de fio que transporta uma corrente atuará como um ímã com polos norte e sul bem definidos. O polo norte está no lado em que as linhas de força saem da espira e o polo sul está no lado em que elas entram na espira. Se aplicarmos isso à imagem a seguir, podemos determinar que o polo norte corresponde à parte abaixo da espira e o polo sul à parte acima. Campo magnético criado por um loop Se quisermos aumentar a potência do campo magnético da espira, precisamos enrolar o fio várias vezes, como mostrado na figura a seguir, para formar uma bobina. Nesse caso, os campos individuais se somarão para formar um forte campo magnético dentro e fora da bobina. A bobina atua como uma poderosa barra magnetizada, cujo polo norte é a extremidade de onde partem as linhas de força. Campo magnético ao redor de uma bobina Do que foi visto até agora, conclui-se que a polaridade de uma bobina é independente da direção em que as espiras são enroladas, e o que é realmente essencial para estabelecer a polaridade é a direção de rotação da corrente. Regra da mão esquerda para determinar a direção do campo magnético nas bobinas Vimos a regra da mão esquerda para determinar a direção do campo em um condutor, assim como existe uma regra da mão esquerda para determinar a direção do campo magnético em bobinas. Posicione os dedos da mão esquerda na bobina na mesma direção do fluxo da corrente de elétrons (de negativo para positivo) e o polegar apontará para o polo norte, conforme indicado na figura a seguir. Intensidade do campo originado em uma bobinaComo demonstramos anteriormente, a intensidade do campo será maior quanto maior for a corrente que flui pela bobina, bem como quanto maior for o número de espiras que ela tiver. Por outro lado (como seria de se esperar), o comprimento da bobina tem um efeito inverso no valor da intensidade do campo. Quando o diâmetro da bobina é pequeno em relação ao seu comprimento, o valor da intensidade do campo magnético é dado pela fórmula: EletroímãO conjunto formado por uma bobina e um núcleo de ferro colocado em seu interior é chamado de eletroímã . O núcleo de ferro é magnetizado pelo efeito do campo magnético criado pela bobina, que o reforça e produz um campo magnético total mais forte. Construção de um eletroímã. Bobina e núcleo de ferro. Quando o núcleo de ferro é removido de um eletroímã, obtemos o que é conhecido como um solenóide . Existem muitas aplicações do conceito eletromagnético no setor automotivo. Uma dessas aplicações é conhecida como relé eletromagnético, que falaremos mais adiante e que é basicamente um interruptor com controle eletromagnético formado por dois circuitos, um de controle e outro de excitação. Outros exemplos das inúmeras aplicações do conceito eletromagnético no setor automotivo são o relé de acionamento do motor de partida e o estator do motor elétrico.

Campo magnético em um condutorSe fizermos uma corrente fluir através de um condutor, um campo magnético é gerado ao seu redor, cujas linhas de força são círculos concêntricos ao redor do condutor. A direção das linhas de força dependerá da direção da corrente. Esse tipo de campo magnético é conhecido como campo eletromagnético (em homenagem à sua origem). Campo eletromagnético gerado quando uma corrente flui através de um condutor A relação entre a direção da corrente em um condutor e a direção do campo magnético que o cerca é determinada pela aplicação da regra da mão esquerda . Regra da mão esquerda Esta regra diz que se um condutor de corrente for segurado com a mão esquerda, com o polegar apontando na mesma direção do fluxo de elétrons (fluxo de corrente real), os dedos que circundam o condutor indicarão a direção das linhas de força magnética. A intensidade do campo magnético gerado ao redor do condutor depende da intensidade da corrente que flui pelo circuito, ou seja, um alto fluxo de corrente produz muitas linhas de força, ao contrário, um baixo fluxo produz apenas algumas. Quando a corrente que flui através do condutor aumenta ou diminui, a força do campo magnético aumenta ou diminui na mesma direção e proporção. Quando a intensidade do campo aumenta, as linhas de força crescem na mesma proporção e se afastam do centro do condutor. Da mesma forma, quando a força do campo diminui, as linhas de força se contraem em direção ao centro do condutor na mesma proporção. Intensidade do campo magnético criado por uma corrente retilínea.A intensidade do campo magnético criado por uma corrente que flui através de um condutor não é uniforme em todos os pontos do campo, mas varia com a distância do centro do condutor. Quanto mais distante, menor o valor da intensidade do campo naquele ponto. Além disso, a intensidade do campo magnético depende da corrente que flui pelo condutor e é diretamente proporcional a ela. Para calcular o valor do campo magnético em um ponto específico, aplique a fórmula mostrada abaixo. Ou seja, o valor da intensidade do campo magnético (em gauss) criado em qualquer ponto por uma corrente elétrica ao circular por um condutor retilíneo é igual a 0,2 vezes o coeficiente que resulta da divisão dessa corrente (I em amperes) pela distância (d em centímetros) que separa esse ponto do centro do condutor.

CapacitorÉ um componente eletrônico com dois terminais que é basicamente formado por duas placas condutoras separadas por um material isolante chamado " dielétrico ". Construção básica de um capacitor O capacitor é um elemento capaz de armazenar cargas elétricas entre suas placas quando uma tensão fornecida por uma fonte de energia é aplicada às placas. O capacitor é representado pelo seguinte símbolo em instalações elétricas: A principal aplicação dos capacitores no setor automotivo é a eliminação de interferências entre os sistemas elétricos do carro. Em altas frequências, como as que podem ocorrer quando uma faísca atravessa dois contatos móveis de um interruptor, o capacitor atua como um elemento de proteção que, durante o processo de carga, absorve o arco elétrico que ocorreria entre ambos os contatos, evitando assim que sejam danificados. Durante o processo de descarga, o capacitor libera toda a energia armazenada assim que os contatos desse interruptor são fechados. A quantidade de carga que o capacitor pode armazenar é conhecida como capacitância (C) e é medida em farads (F). A relação entre essa capacitância, a carga que ele pode armazenar e a tensão aplicada é a seguinte: O farad (F) é uma unidade muito grande, e é por isso que os seguintes submúltiplos são geralmente usados: milifarad: 1mf = 10 -3 F microfarad: 1µF = 10 -6 F nanofarad: 1nF = 10 -9 F picofarad: 1pF = 10 -12 F Tipos de capacitoresCapacitores polarizadosNeste tipo de capacitor, cada placa condutora possui uma polaridade definida (positiva e negativa) e, portanto, isso deve ser levado em consideração ao substituí-lo. São conhecidos como capacitores eletrolíticos . Capacitor polarizado ou eletrolítico e o símbolo que o representa Capacitores não polarizadosEsses tipos de capacitores geralmente são feitos de papel, mica ou cerâmica e, como não são polarizados, podem ser instalados sem preocupação com sua polaridade. Capacitor não polarizado e o símbolo que o representa Capacitores de capacitância variávelComo o nome sugere, a capacitância desses capacitores pode variar em um determinado intervalo.

TransistorTeste de transistorPara testar um transistor, uma das primeiras coisas que devemos fazer é identificar cada um de seus terminais: qual é a Base? Qual é o Emissor? Qual é o Coletor? Como regra geral, o Coletor sempre se comunica com a carcaça, pois deve ter uma superfície de contato maior para facilitar a coleta de corrente. Se o transistor tiver apenas duas pernas, o coletor é o caso em si. No entanto, se houver três pernas, medimos a continuidade entre cada uma delas e o corpo metálico do transistor. A perna que fornece o menor valor de resistência é o terminal do coletor. O processo que acabamos de descrever é mostrado na imagem a seguir e, como você pode ver, o terminal do coletor é o central, pois, dos três testes, é o B que fornece um valor de resistência muito baixo. Ambos os testes A e C fornecem um valor de resistência infinito. Processo para determinar o terminal coletor de um transistor No caso de transistores em que a caixa não é acessível, deve-se utilizar outro sistema de identificação de terminais, neste caso também temos que identificar o tipo de transistor. Por meio de um método simples, podemos determinar se um transistor é do tipo PNP ou NPN. Este método consiste em realizar várias medições com o multímetro no modo ohmímetro e selecionar a faixa de 100. Primeiro, determinamos qual dos terminais do transistor corresponde à Base . Isso é obtido medindo a resistência no ohmímetro entre os diferentes terminais. Em um transistor em boas condições, a resistência entre o Coletor e o Emissor é sempre muito alta, qualquer que seja a polaridade aplicada pelo ohmímetro, o outro terminal corresponderá à Base . Uma vez localizada a Base, conecte a ponta de prova positiva a ela e a negativa a qualquer um dos outros dois terminais do transistor. Se a resistência obtida for muito baixa (a junção de um dos diodos foi polarizada devido ao efeito da tensão positiva aplicada com o ohmímetro à base P), é um transistor NPN. Se obtivermos uma resistência muito alta (a junção não foi polarizada), é um transistor PNP. A tabela a seguir mostra as diversas leituras de resistência que devemos obter para um transistor do tipo PNP em boas condições: A outra tabela mostra as leituras de resistência que devemos obter para um transistor NPN que esteja em boas condições:

TransistorTransistor DarlingtonO transistor Darlington, ou par, consiste em um circuito composto por dois transistores e um resistor para ajuste e proteção do sistema. Como você pode ver na figura a seguir, os circuitos Emissor-Coletor são conectados em paralelo e os circuitos Emissor-Base em série. Este tipo de estrutura possui uma arquitetura equivalente à de um transistor "novo" com seus terminais Emissor, Base e Coletor correspondentes. O transistor principal (T1 ) requer um circuito de excitação Emissor-Base (I B1 ) para que uma corrente Emissor-Coletor (I C1 ) flua. Em circunstâncias normais, a corrente de base (I B1 ) do transistor T1 seria perdida, mas, neste tipo de estrutura, essa corrente faz parte da corrente principal do transistor T2. Ao analisarmos o circuito vemos que a corrente de base do transistor T1 é amplificada pelo transistor T2, o que resulta num ganho de corrente muito maior que o de um transistor normal, com a vantagem de aproveitar muito melhor a potência com menor aquecimento. A imagem acima mostra a arquitetura do transistor Darlington, que é composto por dois transistores PNP. A imagem a seguir mostra um transistor Darlington composto por dois transistores NPN. Para dar uma ideia clara do potencial desse tipo de estrutura, suponha que os dois transistores de um transistor Darlington tenham um ganho de 150 cada. O resultado da junção dos dois transistores é um ganho de 150 x 150 = 22.500. Ou seja, com uma corrente infinitamente pequena, podemos controlar outra relativamente grande. Na indústria automotiva, esse tipo de conjunto é geralmente usado como estágio final de potência em inúmeras aplicações eletrônicas. Uma dessas aplicações é em ignições eletrônicas, onde pequenas correntes fornecidas por geradores indutivos ou do tipo Hall podem controlar o circuito primário da bobina. Ou o funcionamento dos ventiladores elétricos pode ser controlado com a tensão de informação fornecida por um NTC. Esses tipos de transistores também podem ser utilizados em reguladores de tensão de alternadores e permitem a passagem de correntes muito altas.

TransistorOperação de um transistorPara ajudar a entender o funcionamento de um transistor, vamos conectar uma fonte de alimentação em diferentes modos aos seus terminais e medir, usando um amperímetro conectado em série, o comportamento do circuito. Um transistor do tipo NPN será usado como exemplo. A partir da imagem acima, podemos concluir que ao conectar os terminais Emissor e Coletor diretamente de um transistor a uma fonte de alimentação, não há fluxo de corrente, ou seja, neste caso, ele não atua como um diodo retificador. Ao realizar a mesma operação (veja a próxima figura), mas neste caso com os polos da fonte de alimentação invertidos, chegamos à mesma conclusão do caso anterior. Se agora conectarmos a Base ao positivo e o Emissor ao negativo, podemos ver que flui uma pequena corrente (da ordem de microamperes). Se fizermos o mesmo teste, mas agora invertendo a polaridade, o resultado não será o mesmo, pois neste caso não flui corrente. Se agora conectarmos a Base ao positivo da fonte de alimentação (veja a imagem a seguir) e o Emissor ao negativo, sabemos que uma pequena corrente de excitação é estabelecida entre esses dois terminais. Agora, mantemos essa conexão e conectamos uma nova fonte de alimentação com seu positivo ao coletor do transistor e seu negativo ao emissor. Nessas circunstâncias, podemos ver que uma corrente flui entre o coletor e o emissor que é muito maior do que entre a Base e o emissor. Ou seja, como resultado da corrente de excitação entre a Base e o emissor, o circuito entre o coletor e o emissor é fechado. Se agora fizermos o mesmo que no experimento acima, mas invertermos a polaridade das conexões, o resultado é que nenhum dos circuitos estará fechado em nenhum dos casos e, portanto, não haverá fluxo de corrente em nenhum deles. (Veja a imagem a seguir) Importante! Do que foi visto nesta seção, podemos afirmar que: Sempre aplicamos uma polaridade à Base que é a mesma do cristal que a define. Ou seja, se for um transistor NPN, a base será positiva e devemos conectá-la ao terminal positivo da fonte de alimentação. Por outro lado, se for um transistor do tipo PNP, a Base será negativa e devemos conectá-la ao terminal negativo da fonte de alimentação. A polaridade aplicada ao emissor deve ser sempre a mesma do cristal que o define. Uma polaridade positiva deve ser aplicada a ele no caso de um transistor do tipo PNP e uma polaridade negativa no caso de um transistor do tipo NPN. A polaridade aplicada ao coletor deve ser sempre a polaridade inversa ao cristal que o define. Uma polaridade negativa deve ser aplicada a ele no caso de transistores PNP e uma polaridade positiva no caso de transistores NPN.

TransistorUm transistor é um componente eletrônico formado pela junção de três cristais semicondutores que, por meio de uma pequena corrente de controle estabelecida em um de seus terminais, permite controlar a corrente que circula pelos outros dois. A imagem a seguir mostra os dois tipos de transistores existentes, o que depende do tipo de junção feita com os cristais semicondutores. As características de cada um dos tipos de transistores são as seguintes: Transistor NPN: Este tipo de transistor possui uma base positiva . Uma pequena corrente criada entre a base e o emissor estabelece o circuito entre o coletor e o emissor , por onde flui a corrente principal. Transistor PNP: Este tipo de transistor possui base negativa . Neste caso, a corrente de controle flui do emissor para a base , de onde é ativada a corrente principal entre o emissor e o coletor . A corrente principal flui sempre entre os terminais Emissor e Coletor (do Emissor para o Coletor nos transistores PNP e do Coletor para o Emissor nos transistores NPN). A Base é sempre o terminal de excitação, pois controla a ativação do circuito principal. Alguns exemplos de transistores Do exposto, podemos dizer que o funcionamento de um transistor é semelhante ao de um relé eletromagnético , pois, por meio de uma pequena corrente de excitação, podemos controlar um segundo circuito de alto consumo (a corrente entre Emissor e Coletor pode ser da ordem de 50 a 200 vezes maior que a corrente de excitação entre Emissor e Base). A vantagem do transistor em relação ao relé é que o primeiro não possui contatos que possam queimar ou se deteriorar e sua ação é muito mais rápida. Esses transistores têm uma característica muito especial, que significa que podem controlar com muita precisão o nível de corrente que flui entre o emissor e o coletor, pois é proporcional à corrente de excitação que flui entre a base e o emissor. Ou seja, à medida que a corrente de excitação aumenta (BE), a corrente principal aumenta (EC). Ganho de corrente do transistor ou parâmetro β O ganho de corrente de um transistor é a razão entre a variação ou aumento da corrente de coletor e a variação da corrente de base. Ou seja, é um parâmetro que indica o número de vezes que a corrente principal EC é aumentada em relação à corrente de excitação BE. Sua fórmula é a seguinte: Assim, se, por exemplo, tivermos um resistor em que há uma variação de corrente de coletor (ΔI C ) de 8 mA e uma variação de corrente de base (ΔI B ) de 0,08 mA, o ganho será: β =ΔICΔIB =80.08 = 100 O ganho de corrente dos transistores comerciais varia significativamente de um para outro. Assim, podemos encontrar transistores de potência com um β de apenas 20. Por outro lado, transistores de pequeno sinal podem ter um β de 400. No entanto, os valores normais para este parâmetro estão entre 50 e 300.