Fontes geradoras de tensão

      A existência de tensão é imprescindível para o funcionamento dos aparelhos elétricos. Para que eles funcionem, foram desenvolvidos dispositivos capazes de criar um desequilíbrio elétrico entre dois pontos, dando origem a uma tensão elétrica. Genericamente esses dispositivos são chamados de fontes geradora de tensão. As pilhas baterias ou acumaladores e geradores são exemplos de desse tipo de fonte.

     As pilhas são fontes geradoras de tensão constituídas por  dois tipos de metais mergulhados em um preparo químico. Esse preparo químico reage com os metáis, retirando elétrons de um e levando para o outro. Um dos metáis fica com o potencial elétrico positivo e o outro com o potencial elétrico negativo. Entre os dois metais existe portanto uma ddp ou uma tensão elétrica.

     Pela própria característica do funcionamento das pilhas um dos metáis torna -se positivo e o outro negativo. Cada um dos metais é chamado de pólo. Portanto, as pilhas dispoem de um pólo positivo e o outro pólo negativo. Esses pólos nunca se alteram, o que faz com que a polaridade da pilha seja invariáveis.

     Daí a tensão fornecida chamar - se tensão contínua ou tensão CC, que é a tensão elétrica entre dois pontos de ploaridade invariáveis.

     A tensão fornecida por uma pilha comum não depende do seu tamanho pequeno, médio ou grande nem de sua ultilização nesse ou naquele aparelho. É sempre uma tansão contínua de aproximadamente 1,5 volts.        

Leia Mais…

Como reduzir o consumo de energia

     Todos os meses chega a nossa porta a fatura da energia elétrica. E os custos com essa taxa geralmente comprometem uma parcela significativa do nosso orçamento doméstico. Isso faz com que busquemos alternativas para controlar os gastos e como reduzir o consumo de energia. A seguir, valiosas dicas para moderar o consumo energético na sua casa e, por conseguinte, reduzir o valor da conta:

     • Substitua todas as lâmpadas  incandescentes por lâmpadas eletrônicas, que são muito mais eficientes e reduzem substancialmente o consumo energético, além de durarem por mais tempo;

     • Ao fazer uso do condicionar de ar, certifique-se de que todas as portas e janelas estão devidamente fechadas. Se houverem frestas, providencie o seu vedamento. A fuga de ar frio faz com que o aparelho trabalhe mais e consuma uma maior quantidade de energia;

     • Deixe o chuveiro desligado sempre que possível. Eleve a temperatura da água apenas nos dias frios, pois ele é responsável por uma grande parcela do consumo mensal de energia de qualquer residência;

     • Retire da tomada os carregadores de celulares e outros aparelhos assim que a carga estiver completa, pois há algum consumo de energia mesmo após concluído o carregamento e desconectado o aparelho;

     • Faça manutenção nos condicionadores de ar com mais de um ano de uso. A limpeza do filtro, especialmente, pode reduzir a carga de trabalho do aparelho;

     • Acumule muitas peças de roupa e utilize o ferro de passar de uma só vez, pois se tiver que ligar o ferro e aquecê-lo com frequência, o consumo de energia será exagerado;

     • No momento em que for substituir qualquer eletrônico da sua casa, observe o selo que mostra o consumo de energia nos aparelhos que pretenda comprar. Dê preferência aos mais eficientes;

     • Trocar a geladeira velha por uma nova mais eficiente pode resultar em uma grande economia mensal, pois esse eletrodoméstico responde por uma grande parcela do consumo energético da casa;

     • Tire da tomada seus eletrodomésticos e aparelhos eletrônicos sempre que for passar muito tempo sem utilizá-los, pois eles geralmente consomem energia mesmo no modo de espera.

     Se você observar as dicas acima, certamente terá uma agradável surpresa ao constatar a redução do valor de sua próxima conta de energia elétrica. 

Leia Mais…

De onde vem a energia elétrica?

     O video da TV Escola mostra um exemplo de como é o processo de produção e transmissão de energia elétrica até chegar as nossas residências:

Leia Mais…

Capacitores

     O capacitor é um componente eletrônico capaz de armazenar e fornecer cargas elétricas. Ele é formado por duas placas paralelas, separadas por um material isolante, chamado dielétrico. Quando o ligamos a uma tensão fixa, momentaneamente passa por ele uma pequena corrente, até que suas placas paralelas fiquem carregadas. Uma fica com cargas negativas (elétrons) e outra com cargas positivas (falta de elétrons).

     Existem vários tipos de capacitores, e as principais diferenças estão nos valores e nas tensões elétricas suportadas. Um capacitor que vai ser ligado a uma tensão de 50 volts deve ser maior que outro de mesmo valor mas que vai ser ligado a uma tensão de apenas 10 volts. Um capacitor sofre ruptura do dielétrico quando é ligado a uma tensão mais elevada que a especificada. Em outras palavras, ele explode!

Capacitores de desacoplamento, um ao
lado de cada chip.

     O valor de um capacitor é chamado de capacitância. A grandeza usada para medi-la é o faraday, cujo símbolo é F. O faraday é uma unidade muito grande para medir os capacitores da vida real. Um capacitor de 1F seria imenso. Encontramos na prática capacitores medindo algo da ordem de milésimos ou milionésimos do faraday. Por isso é mais comum usar o microfaraday para medir os capacitores. Um capacitor de 4700 F, por exemplo, é considerado de tamanho relativamente grande para um circuito eletrônico. Ainda assim existem os chamados supercapacitores, que possuem capacitâncias da ordem de alguns faradays, entretanto não são empregados em circuitos eletrônicos devido ao seu grande tamanho.
     Os capacitores têm várias aplicações nos circuitos eletrônicos. Um das principais é a filtragem. Eles podem acumular uma razoável quantidade de cargas quando estão ligados a uma tensão. Quando esta tensão é desligada, o capacitor é capaz de continuar fornecendo esta mesma tensão durante um pequeno período de tempo, funcionando portanto como uma espécie de bateria de curta duração.

     Em qualquer placa de circuito, encontramos pequenos capacitores ao lado de cada chip. São chamados de capacitores de desacoplamento. Uma das caracteríticas elétricas dos chips é que de um instante para outro podem aumentar substancialmente a quantidade de corrente consumida. A fonte de alimentação nem sempre tem condições de responder ao fornecimento de corrente com a rapidez necessária (em geral em bilionésimos de segundo), e o resultado é uma pequena queda de tensão próxima ao chip que está solicitando este aumento de corrente. O capacitor de desacoplamento tem condições de fornecer rapidamente a corrente elevada que o chip exige, dando tempo à fonte para se adaptar ao novo patamar de corrente. Os capacitores de desacoplamento funcionam portanto como pequenas baterias axiliares, ajudando a fonte de alimentação no fornecimento de corrente para os chips.
     Um capacitor não precisa necessariamente ter placas paralelas e um dielétrico. Qualquer objeto possui uma capacitância. O corpo humano, por exemplo, pode funcionar como um capacitor de baixo valor, mas ainda assim capaz de armazenar cargas elétricas. É o que chamamos de eletricidade estática.
     Capacitores também têm grandes aplicações em circuitos de rádio. Eles não permitem a passagem da corrente contínua, já que seu dielétrico é um isolante, mas permitem a passagem de tensões alternadas. Como a corrente alternada trafega ora no sentido direto, ora no sentido inverso, um capacitor pode ora se carregar positivamente, ora negativamente, deixando que a corrente alternada o “atravesse”. Quanto mais alta é a freqüência da corrente alternada, mais facilmente ela atravessa o capacitor. Eles podem assim ser usados como filtros, barrando as freqüências baixas e deixando passar as freqüências altas.

Leia Mais…

Regulador de Tensão

     Todos os circuitos eletrônicos necessitam, para que funcionem corretamente, do fornecimento de corrente vinda de uma bateria ou fonte de alimentação com valor constante. Por exemplo, se um circuito foi projetado para funcionar com 5 volts, talvez possa funcionar com tensões um pouco maiores ou um pouco menores, como 5,5 V ou 4,5 V, mas provavelmente não funcionará corretamente com valores muito mais altos ou muito mais baixos, como 6 V ou 4 V. Uma fonte de alimentação precisa portanto gerar uma tensão constante, independente de flutuações na rede elétrica e independente da quantidade de corrente que os circuitos exigem. Por isso todas as fontes de boa qualidade utilizam circuitos reguladores de voltagem. 

     É possível criar um regulador de voltagem utilizando alguns transistores, resitores e um componente especial chamado diodo Zener, capaz de gerar uma tensão fixa de referência a ser “imitada” pela fonte. Os fabricantes construíram esses circuitos de forma integrada, semelhante a um chip, usando uma única base de silício. Os reguladores mais simples têm um encapsulamento parecido com o de um transistor de potência, com três terminais. Um dos terminais é o terra, que deve ser ligado ao terminal negativo da fonte. O outro terminal é a entrada, onde deve ser aplicada a tensão bruta, não regulada. O terceiro terminal é a saída, por onde é fornecida a tensão regulada. A tensão de entrada deve ser superior à tensão que vai ser gerada. O regulador “corta” uma parte desta tensão de modo a manter na saída uma tensão fixa. Por exemplo, para alimentar um regulador de +5 Volts, podemos aplicar na entrada uma tensão não regulada de +8 Volts, podendo variar entre +6 e +10. A saída fornecerá +5 V, e o restante será desprezado.

     Muitos reguladores produzem tensões fixas, mas existem modelos que podem ser ligados a uma tensão de referência que pode ser programada. Nas placas de CPU existe um circuito responsável por gerar as tensões exigidas pelo processador. A maioria dos processadores modernos requer uma fonte de +3,3 V para operações externas, e uma fonte de valor menor para as operações internas. Dependendo do processador, esta tensão pode ser de +1,3 V, +1,6V, +1,7V, +2,1V ou praticamente qualquer valor entre 1 V e 3,5 V. Nos processadores mais novos, esses valores tendem a ser menores, em geral inferiores a 2 V. O circuito gerador de voltagem da placa de CPU toma como base a tensão de +3,3 V fornecida pela fonte de alimentação do computador, e em função do valor indicado pelo processador, gera a tensão necessária. Trata-se de um regulador de tensão variável e programável.

Leia Mais…

No-break on-line de dupla conversão

     Neste tipo de no-break, a tensão da rede é usada para carregar continuamente a bateria. A tensão da bateria é fornecida ao inversor que opera o tempo todo. A tensão fornecida pela saída é proveniente da bateria, tanto quando a rede está normal quanto em caso o de falha, portanto o tempo de resposta deste tipo de no-break é zero.
     Este tipo de no-break é dito de dupla conversão porque no caminho principal ocorre uma conversão de AC para DC, e outra de DC para AC. O caminho secundário é utilizado apenas quando existe falha no circuito principal ou durante a sua manutenção (troca de bateria, por exemplo). Opcionalmente este tipo de no-break pode apresentar no caminho secundário, um supressor de surtos e um filtro contra interferências. 

Leia Mais…

Geração de energia elétrica

     A existência da tensão é condição fundamental para o funcionamento de todos os aparelhos elétricos. As fontes geradoras são os meios pelos quais se pode fornecer a tensão necessária ao funcionamento desses consumidores. Essa fontes geram energia de vários modos:

Geração de energia elétrica por ação térmica

     Pode-se obter energia elétrica por meio do aquecimento direto da junção de dois metáis diferentes. Por exemplo se um fio de cobre e outro se encostam (liga de cobre e níquel) forem unidos por uma das extremidades e se esses fios forem aquecidos nessa junção, aparecerá uma tenção elétrica nas outras extremidades. Isso acontece porque o aumento da temperatura acelera a movimentação dos elétrons livres e faz com que eles passem de um material para outro, causando uma diferença de potencial.

     A medida de que aumentamos a temperatura na junção, aumenta também o valor da tensão elétrica na outra extremidade.

     Esse tipo de geração de energia elétrica por ação térmica é utilizado num dispositivo chamado par termoelétrico, usado como elemento sensor nos pirômetros que são aparelhos usados para medir temperatura dos fornos industriais.

Geração de energia por ação da luz:

     Para gerar energia por ação da luz, utiliza-se o efeito fotoelétrico. Esse efeito ocorre quando irradiações luminosas atingem um fotoelemento. Isso faz com que os elétrons livres da camada semicondutora se desloquem até seu anel metálico.

     Dessa forma o anel se torna negativo e a placa base, positiva. Enquanto dura a incidência da luz, uma tensão aparece entre as placas. O uso mais comum desse tipo de célula fotoelétrica é o armazenamento de energia elétrica em acumuladores e bateria solares.

Geração de energia elétrica por ação mecânica: 

     Alguns cristais, como quartzo, a tumalina e os sais de Rochelle, quando submetidos a ações mecânicas como compressão e torção, desenvolvem uma diferença de potencial.

     Se um cristal de um desses materiais for colocado entre duas placas metálicas e sobre elas for aplicada uma variação de pressão, obteremos uma ddp produzida por essa vaiação. O valor da diferença de potencial dependerá da pressão exercida sobre o conjunto.

     Os cristais como fonte de energia elétrica são largamente usados em equipamentos de pequena potência como toca discos, isqueiros chamados de eletrônicos e os acendedores do tipo Magiclick.

Geração de energia por ação química

     Outro modo de se obter eletrecidade é por meio de ação química. Isso acontece da seguinte forma: dois metais diferentes como cobre e sinco são colocados dentro de uma solução química composta de sal ou ácido sulfúrico, constituindo-se de uma célula primária.

     A reação química etre a solção e os metais vai retirando os elétrons do zinco. Estes passam pela solução e vão se depositando no cobre. Dessa forma, obtem-se uma diferença de potencial, ou tensão, entre os bornes ligados de zinco (negativo) e no cobre (positivo).

     A pilha pode ser citada como exemplo dessa geração de energia.

Geração de energia por ação magnética

 

     O método mais comum em geração de energia elétrica em larga escala é por ação magnética.

     A eletrecidade gerada por ação magnética é produzida quando um condutor é movimentado dentro do raio de ação d um campo magnético. Isso cria um ddp que aumenta ou diminui com o aumento ou diminuição da velocidade do condutor ou da intensidade do campo magnético.

      A tensão gerada por este método é chamada de tensão alternada, pois suas polaridades são variáveis, ou seja, se alteram.

     Os alternadores e dínamos são exemplos de fonte geradoras que produzem energia elétrica por ação magnética.




      Este site foi criado para divulgar novidades notícias e estudos que envolvem conceitos sobre eletricidade, eletrônica e informática. Se você tem alguma matéria interessante e de qualidade e queira participar clique aqui  e evie para nosso site, a matéria será avaliada e dentro de alguns dias será publicada juntamente com o nome do autor. 

 Participe você também!

Leia Mais…