Capítulo 006 - Curso de eletronica analógica (ilustrado

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Corrente alternada e corrente contínua
A eletrônica teórica está muito bem para estabelecer certos
conhecimentos básicos mas, na hora da verdade, devemos
enfrentar-nos a dispositivos "práticos" que podem, ou não, ter a
ver com a teoria. O que é Alta Tensão? Como é que opera um
transformador? O que é que obtemos numa fonte de
alimentação? Estas e outras questões serão analisadas à
continuação.
Quando tratamos com um gerador, ou quando compramos uma
pilha, podemos precisar o conhecimento de certos parâmetros a
mais. Se trabalhamos com circuitos ligados à rede do lar
devemos ter em conta o que se entende por baixa tensão e alta
tensão. Ao ligar à rede uma fonte de alimentação podemos obter
tensões reduzidas com respeito à da rede mas de que tipo de
tensão se trata?
À parte dos geradores mecânicos, existem outras fontes de
energia alternativas (ecológicas ou não). No entanto, para
começar, com todas as dúvidas que nos possam surgir com
respeito à utilização de diferentes tipos de tensões disponíveis no
mundo real, vamos explicar como e porque se trabalha com
tensões alternadas, contínuas, alta tensão ou baixa tensão.
Linhas elétricas, alta e baixa tensão
Uma das particularidades da corrente contínua é a sua grande
perda em potência quando é transportada a grandes distâncias.
Esta é uma das razões de que as centrais elétricas gerem tensões
alternadas. Estas se podem transferir a grandes distâncias em
forma de elevadas tensões e baixa intensidade. A todos nos são
familiares as torres de condução para linhas de alta tensão.
Uma vez que a energia elétrica se faz chegar a núcleos de
população ou industriais - em forma de alta tensão - se procede à
sua adaptação (transformação) a níveis de tensão utilizáveis
pelos destinatários. As centrais de transformação elétrica se
ocupam desta missão. A legislação se ocupa também de definir o
âmbito do que se entende por alta e baixa tensão (A.T. e B.T.).
Nas disposições gerais internacionais do "Regulamento
eletrotécnico de AT e BT" se especifica o seguinte: "se
considerarão como instalações de baixa tensão (BT), tanto para
corrente contínua como para corrente alternada, aquelas nas
quais as tensões nominais utilizadas sejam inferiores a 1000V, e
como instalações de alta tensão, as de tensões nominais de
1000V e superiores"; de maneira que já temos um ponto de
partida para delimitar o que é alta e baixa tensão.
Na prática, em B.T. se costuma operar com tensões de CA de 220
V ou, em ambientes industriais, com 380 V, enquanto que as
altas tensões manejadas pelas linhas de distribuição elétrica
podem chegar até os 220.000 V.
Pilhas e transformadores na prática
Na hora de adquirir uma fonte de CC, isto é, uma pilha, costuma
ser suficiente pedir uma pilha de tal grossura e de 1,5 V ou 9 V.
Mas existem outros parâmetros dentro do mundo das pilhas que
não devemos passar por alto.
- Tensão: a tensão (em circuito aberto) de uma pilha vem
determinada pela sua composição química. Por exemplo, a tensão
de um elemento de zinco-carvão pode oscilar entre 1,5V e 1,6V.
- Resistência interna: Quando se liga nos pólos da pilha um
circuito dado, a tensão em bornes da mesma é sempre inferior à
sua tensão nominal. Dito efeito de deve à "resistência interna" da
pilha. Esta resistência é intrínseca aos materiais químicos - que
não são condutores perfeitos - empregados na fabricação da
mesma. Esta aumenta com o uso, a passagem do tempo e o
incremento da temperatura. Quando a resistência interna
aumenta demais a pilha fica inutilizada.
- Capacidade: se define como a possibilidade que tem uma pilha
para manter a sua tensão nominal nos bornes, inclusive em
condições de carga máxima, e está intimamente ligada à
resistência de dita carga. Na capacidade de uma pilha podem
influir tanto o tipo de carga como as dimensões da pilha, o
período de conservação da mesma e as temperaturas de
funcionamento e armazenamento.
Mudando de tema, e dentro das propriedades de que goza a
corrente alternada, está a possibilidade de utilizar certo
dispositivo para elevar ou reduzir o valor nominal de uma tensão
dada. Trata-se do transformador. Como acontece com certos
dispositivos mecânicos, às vezes é preciso converter a energia
disponível conforme seja a aplicação à que quisermos destinar
esta. Por exemplo, a caixa de mudanças de um carro adapta a
energia extraída do motor de forma e maneira que seja a mais
adequada para o momento da condução. De igual maneira, o
transformador realiza uma conversão da energia elétrica
disponível para "adaptá-la" à fonte de consumo final.
Cabe indicar aqui que, como acontece no similar mecânico, a
operação realizada é uma simples conversão ou adaptação mas
em modo algum se poderá modificar a potência elétrica
disponível na entrada do transformador. O transformador baseia
a sua operatividade no princípio da indução eletromagnética.
Consta de dois ou mais bobinados, os quais estão
magneticamente auto-influenciados entre si, isto é, se encontram
acoplados magneticamente: a corrente que percorre um
enrolamento induz uma tensão no outro (ou nos outros). Isto
constitui uma indutância mútua entre ambos os bobinados.
Na ilustração se pode observar um par de bobinados que
constituem o transformador. O bobinado onde ligaremos a tensão
a transformar se denomina "bobinado primário", enquanto que o
bobinado do qual se obterá a tensão transformada se denomina
"secundário". A base de operatividade do mesmo depende tanto
do número de espirais que contenham os enrolamentos
(bobinados) como da tensão aplicada na entrada do primário.
Outras formas de tensão alternativas
Existem outras formas de obter tensão e, embora seja de
maneira resumida, queremos nomeá-las à continuação:
Fontes de alimentação: são dispositivos eletrônicos que
costumam tomar a tensão alternada da rede para convertê-la
numa baixa tensão de tipo contínua que, às vezes, costuma ser
de tipo ajustável.
Acumuladores: respondem aos mesmos princípios que as pilhas
mas oferecem a vantagem acrescentada de que podem ser
recarregados uma vez que se tenham esgotado. A sua tensão
nominal costuma ser de 1,2 V. Os mais difundidos são os de
Níquel-Cádmio (Ni-Cd).
Bateria de carro: não é mais que um acumulador bastante
especializado. Consta de um conjunto de elementos
(normalmente agrupados para que ofereçam uma tensão
contínua de uns 12 V. Uma das suas principais características é a
sua grande capacidade.
Efeito piezo-elétrico: este faz uso de um princípio conforme o
qual algumas substâncias (cristais) fazem aparecer uma diferença
de potencial nas suas caras ao aplicar-lhes certa pressão. Este se
conhece como efeito piezo-elétrico. Os microfones de tipo piezoelétrico, por exemplo, fazem uso deste efeito.
Efeito fotoelétrico: as células solares ou o conjunto destas
(painéis solares) fazem uso deste efeito. Quando a luz incide
sobre as superfícies do material fotosensível que as constitui se
gera entre elas uma d.d.p. suscetível de ser utilizada para
alimentar uma carga. A alimentação de, por exemplo, um
repetidor de TV ou telefônico num lugar recôndito é um bom
campo de aplicação para as fotocélulas.
Energia eólica: é de ampla aplicação em lugares de fortes
ventos. Não é outra coisa que geradores dotados de pás com uma
grande superfície solidárias ao eixo dos mesmos. A força do vento
faz o resto.
Adaptado do “curso de eletrônica” da Editora F&G S.A (1995)
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