Fonte sem transformador

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Vanderlei Alves S. da Silva

Todos os circuitos eletrônicos necessitam de fonte de energia contínua para funcionar e para isso podemos usar pilhas, baterias ou fontes de alimentação.

As fontes de alimentação fornecem energia a um custo financeiro mais baixo que pilhas e baterias, se levar em consideração o uso a longo prazo, uma vez que não será necessário ficar comprando uma nova fonte já que esta não se esgota como as pilhas ou baterias. No entanto, a maioria das fontes de alimentação necessitam de transformadores de tensão que normalmente encarecem um determinado produto.

transfor

O Transformador é usado tanto para reduzir a tensão elétrica da rede para um nível adequado ao aparelho que será alimentado, como também possui a função de isolar o circuito eletrônico da rede elétrica, evitando o risco de choque elétrico.

Mas, existem circuitos eletrônicos em que ninguém precise tocar em partes do circuito eletrônico, como por exemplo, o receptor de controle remoto usado em lâmpadas domésticas. Neste caso, não existe a necessidade de se usar um transformador de tensão.

Vamos agora aprender a projetar uma simples fonte de alimentação usando o capacitor como elemento fundamental para a redução da tensão. Acompanhe!

Vamos usar o circuito abaixo para entendermos os cálculos:

fonte sem trafo

A figura acima apresenta um circuito denominado Divisor Capacitivo de Tensão ou simplesmente DCT.

Para calcularmos a capacitância do capacitor C devemos, primeiramente agrupar os seguintes dados:

Ve = 127V → Tensão de entrada;

Vs = 12V → Tensão de saída;

f = 60Hz → Frequência de oscilação da rede elétrica;

i = 30mA → Corrente elétrica exigida pela carga.

Vamos converter 30 mA em Ampère:

i = 30 / 1000 (dividimos por 1000 para converter de mA para A)

i = 0,03A



Agora vamos calcular a impedância do circuito (Z) e a resistência elétrica na carga (R):

Impedância

Z = Ve / i

Z = 127 / 0,03

Z = 4233Ω

Resistência

R = Vs / i

R = 12 / 0,03

R = 400Ω

Com os valores de R e Z vamos calcular a reatância capacitiva (Xc):

Reatância Capacitiva

Xc = √(Z² – R²) (Teorema de Pitágoras inverso — Xc é igual a raiz quadrada da diferença entre os quadrados de Z e R)

Xc = √(4233² – 400²)

Xc = √17758,289

Xc = 4214Ω

Agora que encontramos a reatância capacitiva, vamos usar a fórmula de Thompson para encontrar o valor da capacitância do capacitor C:

Capacitância

C = 1/(2π x x Xc)

C = 1/(6,28 x 60 x 4214)

C = 1/1587835,2

C = 0,000000630 F (multiplicando por 1.000.000.000 convertemos para nF)

C = 630nF

O valor do capacitor encontrado não é comercial, ou seja, será complicado encontrar um capacitor de 630 nF a venda, portanto, vamos usar o valor comercial mais próximo, que neste caso será de 620 nF.

concluida

Pronto! Para que a nossa fonte sem transformador seja capaz de fornecer tensão de 12 V e corrente de 30 mA devemos usar um capacitor cerâmico ou de poliéster de 620 nF com tensão de trabalho de até 250 V.

Desafio

Agora é sua vez! Tente calcular o valor do capacitor para uma fonte de alimentação com as seguintes características:

Ve = 220V

Vs = 15V

f = 60Hz

i = 250mA

Deixe sua resposta nos comentários.

 É isso ai! Para aqueles que não sabe ainda o que é impedância, reatância capacitiva e resistência elétrica, continue acompanhando nossas postagens e bons estudos!

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100 comentários sobre “Fonte sem transformador

  1. Olá Vanderlei. ótimo assunto, quero montar uma fonte desta de 12volts por 1 amper, mas que a mesma tenha a seleção de tensão de entrada de forma automática sem que eu precise intervir para mudar a chaveta de 110 para 220 e vise versa, mas sem uso de trafos devido ao tamanho e inconviniencia dos trafos, ainda mais sendo uma fonte sem trafo. Poderia me ajudar. pois estou iniciando agora na eletronica e uso muito fontes de 12 volts por 1 amper e as queimo com frequência devido ao esquecimento de virar a chave seletora na entrada de AC

    1. Olá Maru!

      Para deixar essa simples fonte automática em relação as tensões de entrada da rede elétrica, basta você calcular o capacitor C1 para tensão de entrada de 220V e saída de até 28V, com isso o regulador de tensão 7812 sempre irá manter a tensão de saída estabilizada em 12V, independente se você ligar em 127V ou 220V.
      Mas… existem dois problemas… A corrente de 1A é o máximo que o regulador de tensão 7812 pode suportar, ou seja, estará em seu limite quando você precisar desse valor de corrente. O outro problema é que esta pequena fonte é perigosa e pode causar sérios riscos de choque elétrico, mesmo com tensões baixas. Recomendo esta fonte para ser usada em pequenos circuitos de baixa potência e que não tenha contato físico com seres humanos ou qualquer ser vivo.

      No mais, sucesso em teus projetos e qualquer dúvida é só entrar em contato novamente.
      Abraço! 😉

      1. Olá Pedro,

        Como sempre vem dizendo nos comentário, eu não recomendo esse tipo de fontes para correntes maiores que 500mA, tanto por ser perigoso, quanto por ser difícil encontrar o capacitor adequado no mercado. No entanto, o cálculo é exatamente o mesmo mostrado neste post.

  2. Bom dia,

    Com esta fonte capacitiva posso ligar um circuito com LEDs, mesmo sendo em corrente alternada?
    Obrigado e parabéns pelo post

  3. Encontrei sua pagina e fiquei bastante satisfeito pelos projetos e pela atenção que dá aos seus “seguidores”. Tenho um projeto de um amplificador na qual usa uma fonte simétrica usando trafo de 35-0-35 com 4 A de corrente para fornecer 45v + 45v DC simétricos ao circuito. Tenho o esquema da fonte, mas queria usar algo mais avançado e não ter que usar o transformador para assim reduzir espaço e custo. Tem como montar uma fonte com essas características, que me forneça os 45v simétricos com 4A sem o uso do transformador?

    1. Olá Cavalcante,

      Fico imensamente feliz em saber que gostou do post. 😀

      Infelizmente, esse tipo de fonte que descrevo nesta página é eficiente e viável apenas para pequenos circuitos e que necessitem de correntes elétricas de baixa intensidade – cerca de no máximo 1A. Uma fonte como essa, capaz de fornecer 4A, necessitaria de um capacitor de poliéster com 118uF de capacitância e no mínimo 150V, uma vez que uma fonte simétrica de 45V + 45V resulta em uma fonte de 90V.
      Outro ponto a ser observado e de extrema importância é que fonte desse tipo não trazem segurança contra choque elétrico e este é um dos papéis importantes do Trafo, sendo que ele é capaz de isolar o circuito eletrônico da rede elétrica de distribuição.

      Portanto, aconselho continuar com o Trafo, que para amplificadores de potência são excelentes, e dê preferência aos toroidais que possuem eficiência maior para circuitos de áudio.

      É isso aí! Qualquer dúvida pode voltar a entrar em contato.

      Abraço! 😉

      1. Sente hoje pude dar retorno. Dei uma parada projeto. Agora visando aprimorar e produzir algo 2018. Muito grato por sua atenção e certamente terei prazer de manter contato. Bom poder contar com pessoas que sabem o valor de uma ajuda. Que Deus o abençoe muito mais. Estou vendo alguns projetos que poderiam render um extra e que fosse de interesse comercial….rsrs Se tiver dicas Seriam muito bem vindas. Paz campeão!

        1. Olá Maurício,

          Com certeza iremos manter contato sim. As vezes me ausento por um tempo, mas, é por conta das responsabilidades com a faculdade e o trabalho, no entanto, sempre darei um jeitinho de ser atencioso, pois isso é muito importante, é sempre bom trocarmos conhecimentos.
          Depois entre em contato pelo Whatsapp que te passo algumas ideias.

          Abraço e sucesso!

  4. Olá pessoal!

    Ultimamente ando um tanto quanto atarefado com os cursos de eletrônica presenciais e com o desenvolvimento de um software de automação, o qual quero poder postar em breve para vocês.
    Por esses motivos eu posso demorar um pouco para responder aos comentários e enviar os circuitos solicitados, mas podem deixar que vou procurar responder a todos.

    Agradeço a compreensão de todos e um forte abraço! 😉

    1. ola vanderlei gostei muito do progeto tenho 56anos e uma fisioterapia para o seribo entendi todos os cauculo da fonte so nao entendi no final ate c= 1/1587835,2 queria saber como descobrir esse c=0,000000630 porfavor mi ajuda obrigado um abrasso fiqui com deus

      1. Olá Pedro,

        Obrigado pelo elogio.

        Multiplique esse resultado por 1000.000.000 (um bilhão) e assim vai obter o resultado de 630nF, ou seja, vc deverá comprar um capacitor de 630 nano Farad para desenvolver a fonte.

        Abraço! 😉

        1. Mi desculps mas eu multiplico da omesmo resultado mi ajuda a monta essa conta ou mi encina a fazet obrigado desculpe pelo transtorno

          1. Olá Pedro,

            No momento de multiplicar por 1.000.000 usando a calculadora, não coloque os “pontos”, escreva assim: 1000000, pois a calculadora considera o ponto digitado como sendo uma vírgula.

            Abraço!

  5. bom dia,
    muito bom… porem, tenho necessidade de alimentar um amplificador de potencia que so funciona bem (sem ruidos brancos) com 160v corrente alternada. É possivel baixar com algo simples na entrada ou so mesmo com variac?

      1. Gostei muito da fonte sem trafo. Fis deu tudo sertinho obrigado so mais uma pergunta tenho muintos resistor nao tem o valor da poteca no corpo em wat comp descubrir obrigado

        1. Olá Pedro!

          A potência de um resistor é quem determina o tamanho físico do componente. Geralmente quanto maior a potência, maior será o tamanho do resistor. Veja um exemplo na imagem apresentado no seguinte link: 😉

    1. eu fis o segundo exercicio da fonte gue voce pedil deu 302 nf ta certo obrigado
      continua sendo essa pessoa tao educada que deus ti proteja

      1. Obrigado Pedro!

        Disponha sempre que precisar. Posso demorar para responder por conta dos compromissos, mas respondo. 😉

  6. bom dia, primeiro quero lhe parabenizar pelo grande trabalho nos presta com suas publicaçaoes. se possivel gostaria de um projeto de uma fonte sem transformador de 5v 3amp pra alimentar um video game desde ja agradeço

  7. vou lhe fazer uma pergunta se colocarmos o capacitor no lugar da carga e a carga no lugar do capacitor se eu colocar onde é a saida de 12v em uma alimentacao de 12v na entrada e verificar a entrada que virou saida sairá 127v.

    1. Olá Alexandre,

      Isso que você está propondo é o que chamamos de inversor de tensão, porém é impossível realizar da maneira como imagina. Nesta fonte sem transformador, o capacitor reduz a potência graças a sua reatância capacitiva que juntamente com a carga formam um divisor de tensão. Fazer o inverso é impossível, pois a reatância capacitiva não existe para correntes contínuas, além do que, os capacitores bloqueiam a passagem da deste tipo de corrente.
      A ideia de um inversor de tensão é possível por meio de transformadores, os quais funcionam com base na indução eletromagnética, onde uma bobina com menor número de espiras (voltas) pode induzir a bobina com maior número de espiras a produzir uma tensão bem maior, porém, mantendo a potência total do sistema.

    2. Não porque esse processo só funciona com transformadores em correntes alternadas em função do Magnetismo gerado pela Corrente alternada.

  8. Olá professor, tenho uma fonte dessas montada em um circuito (LED). Medindo a corrente obtive 8mA, quando coloco essa fonte em um wattímetro a corrente permanece, só que a potência indicada no equipamento é de somente 1,2W.
    De acordo com a fórmula deveria ser (P= Tensão(V)* Corrente (A)) 220 X 0,08 = 17,6W.
    Não consegui entender o motivo pelo qual o wattímetro apresenta este valor (Fiz testes com uma resistência e os cálculos teóricos coincidiram com a pratica).

    1. Olá Leandro,

      O cálculo deve ser feito com base na tensão de saída que neste teu caso deve ser de aproximadamente 15V. A tensão de 220V é reduzida graças à reatância capacitiva.

  9. amigo boa noite tem como ao invez de passar para NF passar para UF (micro farad) porque as fontes que trabalho de maquinas de lavar e geladeiras usam esse capacitor de poliéster so que em micro farad e nao em nano farad.

    1. Olá Thiago,

      Pode sim, é só fazer a conversão das unidades. De nF para uF é só dividir o valor por 1000. Mas veja se você irá encontrar o valor calculado no mercado.

  10. Professor muito obrigado mesmo, que Deus te abençoe muito mais do que vc já é, eu estava quase desistindo do meu protótipo por ele fazer uso de trafo, mas agora vou poder monta-lo com redução de tamanho e peso dentro do painel de distribuição. valeu mesmo já esta add nos favoritos

    1. Obrigado Wanderley! 😀

      É muito importante sabermos que estamos conseguindo passar conteúdo útil aos nossos leitores e alunos.

      Precisando pode contar conosco 😉

  11. Parabéns professor, fiquei com uma dúvida em relação ao calculo da reatância Xc = √(Z² – R²) (Teorema de Pitágoras inverso — Xc é igual a raiz quadrada da diferença entre os quadrados de Z e R)

    Xc = √(4233² – 400²)

    Xc = √17758,289

    Xc = 4214Ω

    fiz os calcúlos e não cheguei ao resultado acima, preciso entender essa formula pra calcular um projeto da escola que faço curso tec.eletrônica uma lâmpada de led sem trafo, por gentileza me oriente.

    1. Olá Diego,

      O cálculo é simples. Vamos lá:

      Primeiro resolvemos as potências:

      4233 ao quadrado = 17918289
      400 ao quadrado = 160000

      Subtraímos os resultados:

      17918289 – 160000 = 17758289

      Agora tiramos a raiz quadrada desse resultado:

      Raiz quadrada de 17758289 = 4214,05

      O qual arrendondamos para 4214

      Espero ter ajudado. 😉

  12. Bom dia professor .
    Queria saber se esses cálculos se aplicam para as fontes de placas de circuito inpresso.
    Tipo uma placa com um pic alimentação 12vcc e o pic precisa de 5 vcc .
    Nesse caso sei que usa um 7805 mais o calculo dos capacitores e o mesmo.
    afpeletrica@gmail.com

  13. olá professor muito boa tarde, eu preciso saber se eu apenas ligo [soldar] o capacitor 620 nf x 250 v a c no fio fase da rede ,e coloco em uma caixinha dessas que vai em parede,com entra e saída ,aí já tenho a fonte 12 v 30 m A ? se estiver errado,tenha gentileza de me ensinar ,por favor ,muito obrigado boa noite .
    Nelson

  14. boa tarde Vanderlei !
    como posso conectar o capacitor 620 nf x 250 v na rede elétrica, para fonte sem transformador.

  15. Bom dia Vanderlei, preciso de uma ajuda da sua parte. Em relação a esta fonte, fiz uma simulação no proteus ( versão 8.4 ), e lá estava constando que a tensão depois do estágio de retificação e filtragem é de 50V, e os reguladores de tensão 78xx suportam uma entrada máxima de 35V ( exceto o 7824, que a tensão de entrada pode ser de até 40V ). O problema é na simulação mesmo ou na realidade acontece algum fenômeno cuja esta tensão Vin não é realmente de 50V? Posso fazer uma fonte deste tipo com esses cálculos sem problema? Aguardo resposta, obrigado!

    1. Olá Rian,

      Não montamos essa fonte no proteus, mas na prática ela funciona legal. Usamos ela aqui para alimentar um pequeno sistema de controle remoto. Aconselho usar um resistor de 220K em paralelo com o capacitor C1 para que este capacitor seja sempre descarregado quando a fonte for desligada.

  16. Olá Vanderlei! Parabenizo pelo post que é muito interessante! Gostaria de saber se é possível montar uma fonte sem o transformador com tensão de 5V e 3A de corrente? É possível montar um circuito para ajustar somente a corrente utilizando este mesmo circuito que passou?
    Att,

    João Paulo

    1. Olá João Paulo,

      Como sempre venho dizendo nos comentários, não aconselho este tipo de fonte com fornecimento de corrente elétrica acima de 1A, uma vez que é muito perigoso manusear fontes que não possuam um isolamento elétrico e também por conta da dificuldade de se conseguir o capacitor de entrada que deverá obedecer aos cálculos e quanto maior a corrente, maior serão as dimensões físicas desse capacitor. Porém, com um cuidadoso arranjo circuital será possível sim obter os 5V com 3A e um controle de corrente.

      1. Ola vanderlei , Parabéns pelo artigo , gostaria se for possível vc me ajudar preciso uma de 12v de 3a lhe agradeço

        1. Olá Jaime,

          Obrigado pelo elogio 😉

          O problema de fontes sem transformador para correntes maiores de 1A é na obtenção do capacitor de entrada da fonte, o qual poderá assumir um valor elevado e difícil de encontrar no mercado, o que levará você a recorrer às associações de capacitores elevando o custo do projeto. No entanto, logo estarei te enviando um projeto via e-mail.

          Até mais!

  17. Professor o Sr. pode min enviar o projeto alternando de cc para ca.
    desde já agradeço e espero a resposta atenciosamente.

    1. Olá Walber,

      No caso você precisa do projeto de um inversor de tensão. Para isso preciso saber quantos volts serão aplicados na entrada e qual deverá ser a tensão de saída.

    1. Olá Cleverton,

      Obrigado pelo elogio 😉

      O tipo de fonte que você precisa está nessa página Fonte sem transformador retificada. Nesta fonte, como você poderá ver no texto, poderá ser usado o regulador de tensão LM7805 para regular e estabilizar a tensão de saída em 5V.

      Qualquer dúvida volte a comentar.

      Abraço!

  18. Boa tarde, preciso montar uma fonte 12v sem transformador para alimentar um ci555 monoestavel, nao sei como fazer a fonte? E se nao causa nenhum perigo? O contacto k vai accionar o monoestavel é um Ldr.

    1. Olá Victorino!

      Para este teu projeto a fonte apresentada na página http://www.vandertronic.com/index.php/fonte-sem-transformador-retificada/ serve perfeitamente. Lembrando sempre que fontes sem transformador sempre trarão riscos de choques elétricos mesmos em tensões pequenas.

      Para uma rede de 220Vac – 250Vac o capacitor deverá ser de 3uF x 400Vac. Este capacitor deve ser para corrente alternada. Clique na página e dê uma olhada no projeto Fonte sem transformador retificada

      Qualquer coisa volte a comentar. 😉

      Abraço!

  19. amigo em primeiro lugar gostaria de parabenizar pelo pelo seu trabalho
    e também gostaria de saber se você tem um projeto de uma fonte sem transformador de 12v 3a

    1. Olá Bartolomeu,

      Obrigado pelo elogio. Isso é o que nos estimula a continuar com esse trabalho.
      Sobre a fonte, temos sim. Preciso saber qual é a tensão de entrada: 127V ou 220V? Entre em contato pelo Whatsapp ou por e-mail para que eu possa enviar informações melhores e arquivos.

      1. Ola Vanderlei, tudo joia? Parabéns pelo projeto, e gostaria de pedir sua ajuda, pois preciso de um projeto igual citado pelo amigo acima 12v 3A entrada 127v, desde já agradeço se puder me ajudar, email aziel18@gmail.com

  20. Para que a fonte forneça 400mA qual seria o valor do capacitor C1? tentei as fórmulas mas no último cálculo embola. A fonte seria para acender super LED de 1W.

    1. Olá Marcelo,
      De acordo com os cálculos o resultado final será 0,0000095075 Farad, neste caso um capacitor de aproximadamente 10uF para o caso de uma tensão de entrada de 127V. Lembre-se que deverá usar um capacitor para corrente alternada.

      1. Obrigado amigo. Vou montar aquela opção com retificação e o 7812. Peguei um capacitor de poliéster 250V. Minha rede é 110V.

    1. Eu aconselho usar para o máximo de 1A, pois como é isolada da rede elétrica, o circuito torna-se perigoso.

      1. Vamos supor que calculei um capacitor para 1A, e quero ter 2A na saída, posso colocar dois capacitores em série?

        1. Capacitores em série faz a capacitância diminuir e consequentemente faz a reatância capacitiva aumentar e o efeito disso é uma corrente de saída menor.

          1. Para uma fonte do tipo bivolt com o circuito apresentado é simples, basta projetar o circuito para fornecer um valor máximo de 30V calculando a capacitância de C1 para este valor, lembrando que a corrente elétrica fornecida depende da carga a ser alimentada e C1 deve ser calculado levando em consideração a carga. O capacitor C2 deverá ser para tensão de no mínimo 40V tendo, assim, uma boa margem de segurança. Usando o regulador de tensão 7812 ou 7805, independente da tensão de entrada você terá sempre uma tensão estabilizada de 12V ou de 5V, dependendo do circuito integrado regulador usado.

            Fonte bivolt

            Resumindo:
            Calcule C1 para tensão de saída de 30V em 220V (A corrente dependerá da carga);
            Altere o valor de C2 para o mínimo de 40V;
            Use o circuito integrado regulador para 12V ou para 5V;
            O valor de C3 pode assumir valores entre 10uF e 220uF para tensão de 16V.

  21. Caros, preciso de um circuito desses para 2,2A de carga…NECESSARIAMENTE terei que lançar mão de um transformador? Aguardo sua orientação…

    Abraços

    Marco

    1. Olá Marco Aurélio,

      Para correntes altas esse tipo de fonte pode se tornar inviável devido o valor da capacitância, uma vez que, dependendo da corrente elétrica de carga o capacitor poderá assumir um valor de capacitância bastante elevado e difícil de ser encontrado no comércio.
      A dica é a seguinte: Faça o cálculo do capacitor para a corrente que deseja usando as instruções dessa página e se o resultado encontrado corresponder a um capacitor fácil de ser encontrado em lojas de eletrônica então legal, mas se o valor do capacitor for de capacitância fora de mercado então aconselho usar um transformador.
      Outro detalhe importante e que já citei em respostas a outros comentários é a questão do isolamento elétrico que o transformador oferece. Se você vai alimentar algo que necessite contato humano frequente, então use um transformador, poi essa fonte sem transformador oferece perigo constante de choque elétrico mesmo em tensões muito baixas.

  22. Gostaria que me indicase um circuito de uma fonte sem transformador 220vac entrada e saida 45dc.

    1. Olá Luiz Carlos,

      Primeiramente, desculpe pela demora em responder, segundo, para elaborar uma fonte desse tipo precisaria saber qual é a potência ou a corrente que a fonte deverá fornecer. No entanto, quero alertar que esse tipo de fonte não trás segurança quanto a acidentes com choque elétrico, uma vez que o circuito não é isolado da rede de distribuição elétrica e por esse motivo aconselho que a mesma seja usada para alimentar circuitos onde não seja possível o contato humano em partes metálicas.

    1. Olá Danilo!

      A impedância (Z) calculada neste circuito refere-se à impedância de entrada do circuito e não ao cálculo da resistência que o capacitor irá oferecer à passagem da corrente elétrica. A resistência oferecida pelo capacitor, que na verdade é chamada de Reatância Capacitiva, é calculada por meio do teorema de Pitágoras mostrado no texto logo após o cálculo da resistência.

    1. Pode ser montado seguindo exatamente o esquema elétrico apresentado.

      Este circuito é um dos mais simples e pode ser usado para alimentar pequenas lâmpadas ou motores AC de baixa tensão, mas para ser usado na alimentação de circuitos eletrônicos será preciso montar a etapa de retificação com diodos e o filtro com capacitor eletrolítico.

      Logo publicaremos uma fonte sem transformador pronta para ser usada com circuitos eletrônicos.

    1. Isso mesmo, Everton!
      Se multiplicar esse resultado por 1000.000, você terá o valor da capacitância em microfarad (uF).

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