Fonte de Alimentação AC DC - Apostilas - pequeno007

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Fonte de Alimentação AC/DC
Descrição
Essa é uma fonte de alimentação bastante especial, própria para: laboratórios
científicos (física, química, biologia etc.), experimentações em salas de aula e para
exposições em Feiras de Ciências.
Ela fornece tensões alternadas fixas (6VAC e 12 VAC) e continuas na faixa de 0 a
12VCC, sob corrente de intensidade até 2A. Além disso, apresenta proteção contra
eventuais curtos-circuitos quando manuseada por pessoas inexperientes (ou
curiosas).
Circuito
Conforme pode-se observar no diagrama de blocos da ilustração a seguir, essa
fonte apresenta:
a) Bloco ou etapa do transformador, que reduz a tensão da rede (110/220VAC) para
(6 + 6) VAC, com secundários para 2A. O transformador apresenta "center-tape" no
secundário; desses três terminais recolhemos diretamente as tensões alternadas de
6 e 12 volts.
Usaremos dessas tensões para a alimentação de lâmpadas de colimadores da
óptica, amperímetros térmicos, pequemos motores de indução, experiências com
correntes induzidas e muitos outros experimentos onde a alternância, de freqüência
60Hz, for necessária.
b) O segundo bloco efetua a retificação da corrente. Usamos, para tal finalidade, uma
ponte retificadora com 4 diodos de silício, tais corno 1N4004, 1N4007, BY127 etc.
Essas pontes podem ser adquiridas nas casas do ramo, como um componente único,
dotado de 4 terminais.
c) O bloco da filtragem, incumbe-se de minimizar as flutuações na tensão contínua
obtida, constando de um capacitor eletrolítico de grande capacitância (adotamos um
de 2000  F x 25 V).
d) O bloco seguinte ocupa-se da regulagem eletrônica da tensão de saída,
mantendo-a no nível desejado. Constitui-se de um transistor de potência (2N3055),
um diodo zener para referência de tensão (12 V x 400 mW) e um potenciômetro de
carvão (1k ou 2k2), no qual se efetua o ajuste da tensão de saída. Um voltímetro de
ferro móvel (mais barato) ou um de bobina móvel é ligado aos terminais de saída da
fonte, para a leitura do valor atual da tensão.
e) O bloco de proteção contra curtos-circuitos emprega um transistor PNP de uso
geral (BC558) e dois diodos (BAX17 ou BAX18). Quando a ddp na saída cai a zero
(devido a um indesejável curto-circuito), essa etapa é acionada reduzindo
drasticamente a corrente que circula pelo transistor de potência, evitando assim
danos à ponte retificadora, no transformador e demais componentes sujeitos a
sobrecargas.
Esquema geral
Na ilustração a seguir temos o circuito esquemático da fonte em questão.
Na Sala de Eletrônica de nossa Feira de Ciências teremos oportunidade de comentar
sobre os diagramas de blocos, símbolos de componentes e circuitos em geral.
Lista de componentes
CH - Chave interruptora acoplada ao potenciômetro;
F - porta-fusível e fusível para 1A;
T - transformador com primário para 110V e 220V; secundário para (6 +
6)V, 2A;
D1, D2, D3, D4 - diodos de silício, 1N4007 ou equivalentes;
LED - LED vermelho;
R1 - resistor; 470  x 1/8 W;
R2 - resistor; 1200  x 1/8 W;
R3 - resistor; 1500  x 1/8 W;
R4, R5 - resistores; 100  x 1/8 W;
C1 - capacitor eletrolítico; 2000  F x 25 V;
C2 - capacitor eletrolítico; 4,7  F x 16 V;
Z - zener para 12 V x 400 mW;
P - potenciômetro com chave; 1k ou 2k2;
TR1 - transistor de potência; 2N3055, com dissipador;
TR2 - transistor PNP; BC558 ou equivalente;
D5, D6 - diodos; BAX17 ou BAX18;
V - voltímetro para 12 ou 15 VCC;
A - amperímetro para 2A;
B1, B2 - bornes; vermelho (+) e preto (-);
Diversos - cabo de alimentação, placa de alumínio para dissipador, conectores
"sindall", ponte de terminais, caixa para alojar a fonte, parafusos, solda etc.
Montagem
Na parte frontal da caixa utilizada para
alojar a fonte (ilustração ao lado)
instalam-se : o voltímetro, os bornes
de saída (AC/DC), o potenciômetro
(que incorpora a chave interruptora
CH) e o LED indicador de "em
funcionamento".
A etapa reguladora contém o transistor de potência 2N3055 montado e aparafusado
sobre uma placa dê alumínio (ilustração a seguir) de (10 x 5) cm e espessura 1,5 ou
2mm. Cantoneiras de alumínio permitem fixar essa placa (que age como dissipador
de calor) na caixa. Uma estratégica ponte de terminais com dois pontos isolados e
um terra, fixada m mesmo parafuso que fixa o transistor na placa, permite colocar o
transistor e os dois diodos da etapa de proteção a curtos.
Transformador, diodos retificadores, capacitor eletrolítico etc., podem ser montados
utilizando-se de conectores 'sindall' ou ponte de terminais.
Cuidados
1) Observe bem a polaridade dos diodos de retificação, dos diodos de proteção, do
diodo zener e dos capacitores eletrolíticos.
2) Tome cuidado na ligação do potenciômetro; se houver inversão, a fonte fornecerá
tensão total logo que é ligada, o que não é correto. Inverta os fios dos extremos.
3) Use bornes de cores diferentes para a saída retificada e controlada; vermelho (+) e
preto (-) são as cores tradicionais.
Nota final
Se você dispõe de amperímetro de fundo de escala 2A, instale-o também na parte
frontal da caixa (painel). Com isso terá total controla para ajustar tensões e correntes.
Sua instalação elétrica é fácil, basta intercala-lo entre o coletor do 2N3055 e o borne
negativo de saída.
Uma fonte de alimentação encontra uso em uma enormidade de situações. Durante
nossas sugestões nos referiremos a ela corno fonte de tensão ajustável.
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