Fonte sem transformador

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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