Fonte sem transformador

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Vanderlei Alves S. da Silva

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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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133 pensou em “Fonte sem transformador

  1. Ve = 220v
    Vs = 15v
    f = 60Hz
    i = 250mA = 0,250A
    ———————————–
    Z = Ve/i = 220/0,250 = 880 ohm
    R = Vs/i = 15/0,250 = 60 ohm
    xC= √(Z¨- R¨) = √(774.400-3.600) = √ 770.800 = 878 ohm
    C = 1/(2π x f x Xc) = 1/(6,28 x 60 x 878) = 1/330,8 = 0,003 = 3 nF

  2. Z=ve/i=>Z=880ohm
    R=vs/i=>R=60ohm
    Xc=raiz quadrada(880²-60²)=>Xc=594,123ohm
    C=1/657,263=>C=1,521nF

  3. f Hz 60
    V in V out I out (A)
    220 15 0,25
    Z Ω=V in/I out 880,00
    R Ω= V out/I out 60
    Xc Ω= √(Z² – R²) 877,95
    C uF= 1/(2π x f x Xc) 0,000003023
    C uF 0,00302
    C nF 3,02
    C pF 3.023

  4. Seria 5,307 x 250. Isso por que o valor de meio estranho ai eu não sei, se considero 530 x 250 ou 5,307 x 250. Que vc acho? Claro que possa ser que errei no calculo.

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