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Qual o valor do resistor de carga para testar uma fonte

Qual o valor do resistor de carga para testar uma fonte

Dia destes me perguntaram: – preciso testar uma fonte, qual o valor do resistor que devo usar como carga?

Esta é uma questão que deveria ser bem conhecida pelos técnicos porque, muitas vezes, precisamos eliminar a dúvida se o defeito está realmente na fonte ou na carga que ela está alimentando, ou seja, o circuito propriamente dito.

Por outro lado, se simplesmente desligarmos a fonte ele poderá funcionar embora esteja com defeito.

Como funcionar se está com defeito?

Isso parece que não faz sentido! Então…

As fontes chaveadas tem diversos circuitos de proteção e dentre eles um que faz a monitoração da corrente de carga para manter a fonte estabilizada quando a carga varia.

Assim, se houver uma falha neste circuito de monitoração, ao desconectarmo-la das placas que ela alimenta a fonte funcionará normalmente o que nos levará a falsa conclusão de que ela está funcionando corretamente.

Se você tem outro equipamento igual funcionando pode optar pelo troca-troca para determinar onde realmente está o defeito, entretanto este é um procedimento que eu, particularmente, não recomendo muito.

A razão é simples. Se você tem um equipamento funcionando é melhor não fazê-lo de cobaia por que, vai que a bruxa esteja solta!

A melhor opção é testar a fonte com uma carga simulada e para isso você precisa saber o valor da carga.

Esta carga “fantasma” é definida por dois valores: resistência e potência.

Para definir estes valores você terá que se fazer duas continhas muito simples: uma de dividir e outra de multiplicar.

Na verdade o que se se tem que fazer é uma aplicação prática da primeira Lei de Ohm que é ensinada na física do ensino médio (não sei pra quê!).

Em geral, muitos alunos (com toda razão) não entendem para que serve aquilo, principalmente se ele está pretendo estudar direito, jornalismo ou qualquer coisa que não tenha nada a ver com tecnologia. Mas está é outra história.

Comecemos pelo valor da tal resistência da carga “fantasma”.

Para encontrar este valor é preciso saber o valor da tensão da fonte e da corrente consumida pelo circuito “pendurado” nela, ou seja, vamos aplicar a tal Lei de Ohm.

Não se desespere. Prometo que não vai doer nada.

Vamos a um exemplo. Suponhamos que a tensão da nossa fonte em analise seja 5V e que ela deva fornecer 2A para a carga.

Vamos resumir isto assim: V = 5 volt (algumas pessoas também escrevem E ou U no lugar do V) e I = 2 ampère.

Dividindo o valor da tensão (V) pela corrente (I) obtemos 5/2 = 2,5ohms.

Não se assuste com o valor tão baixo para resistência. É Isto mesmo um valor bem baixo, porque a corrente é alta. Quanto maior a corrente menor será o valor da resistência.

Matematicamente diz-se que grandezas que tem este comportamento são inversamente proporcionais, ou seja, quando uma aumenta a outra desce e vice-versa.

Então a corrente num circuito é inversamente proporcional a resistência.

Quem descobriu isto foi um alemão (tinha que ser!) chamado Georg Simon Ohm lá por volta de 1826 (caramba, há quanto tempo!), mas ele só ficou famoso a partir de 1841(antes de derrotar o Brasil por 7 a 1!). Por isso, é que a Lei tem o nome dele. Muito justo, não é mesmo?

Mas vamos continuar com o teste de carga da nossa fonte.

É muito importante também saber a potência que vai ser dissipada no resistor “fantasma” para que possamos usar um que “aguente” a corrente, senão ele queima rapidinho.

Para encontrar a potência basta multiplicar a tensão pela corrente, ou seja, P = V x I que nosso exemplo será: 5V x 2A = 10W.

O “W” é o símbolo de watt que é a unidade utilizada para potência.

Reparou que quando a corrente aumenta a potência também aumenta. Neste caso temos grandezas diretamente proporcionais.

Na prática é melhor colocar um resistor que suporte uma potência entre 20 a 50% maior. Como o cálculo nos deu 10W podemos colocar algo, no mínimo, entre 12 e 15W (se for mais não têm importância.

Vamos entender bem isso.

O valor da resistência calculada é “imexível”. Neste exemplo tem que ser 2,5ohms e não se discute.

Já a potência para a escolha do resistor pode e deve ser maior que a calculada.

Quando se fala em potência de um resistor, ou seja, os “watts” não significa que ele “produza” aquela potência e sim que está apto a suportá-la, ou melhor, dissipá-la. Em outras palavras, ele aguenta a corrente que vai produzir aquela potência.

Entretanto, quando se fala na potência de uma lâmpada estamos dizendo que quando ela receber a tensão para a qual foi especificada ela irá “fornecer” a quantidade de watts que está especificada e corresponderá a uma  determinada luminosidade.

É importante entender bem este conceito caso queira usar lâmpadas como carga fantasma em lugar de resistores como algumas pessoas fazem.

Mas fique atento que neste caso (da lâmpada) não podemos pensar no valor da resistência da lâmpada e sim na potência.

Voltemos ao nosso exemplo de carga fantasma de 2A para uma fonte de 5V cujo valor da resistência  já calculamos e nos deu 2,5 ohms.

Podemos colocar, por exemplo, quatro resistores de 10 ohms/10W em paralelo onde teremos 2,5ohms (10/4) com capacidade e dissipar até 40W (10 x 4) o que nos dá uma boa margem de dissipação evitando que os resistores queimem.

Como realizar o teste

A primeira providência deve ser ligar a fonte através de uma lâmpada série de potência adequada. E se você não sabe qual a “potência adequada” sugiro que leia meu postsobre isso.

A seguir monte o seguinte “esquema” ou set up

Set up teste de fonte com carga

Set up teste de fonte com carga

Algumas consideraçoes sobre o set up de teste

Embora na figura tenham sido mostrados intrumentos analógicos, você poderá utilizar multímetros digitais, sendo, obviamente, necessarios dois aparelhos. Um para medir corrente e outro para medir tensão.

É extremamente útil o uso do amperímetro para verificar se a corrente na carga fantasma está dentro do valor esperado.

Por outro lado o voltímetro indicará se a fonte está fornecendo a tensão correta quando está sob carga.

A partir das leituras obtidas você poderá tirar algumas conclusões sobre o funcionamento e saber se ela está ou não funcionando corretamente.

Para quem quer saber mais sobre a Lei de Ohm

Esta Lei é, sem dúvida, uma das mais importantes da eletricidade e, por conseguinte também da eletrônica. Na verdade o “alemão” descobriu duas leis importantes para a eletricidade.

Uma delas, chamada de segunda lei, estabelece o valor da resistência em função de três grandezas: o tipo do material condutor (cobre, ferro, alumínio, etc) o comprimento do fio e a “grossura” dele, tecnicamente chamada de área da secção reta.

A outra lei, a segunda, que nos interessa no momento estabelece a relação entre a tensão, a corrente e a resistência.

Triangula da lei de ohm NovoUma maneira simples de visualizarmos e nos lembrarmos da relação entre estas três grandezas (V, R e I) estabelecida pela Lei de Ohm é usando o triângulo mostrado ao lado.

Vejamos como utilizar este “triângulo”.

 

Se a intenção for encontrar o valor da corrente I basta “esconder” o I e você percebe que terá V dividido por R.

Calculando a corrente I

Calculando a corrente I

 

Entretanto, se você quer saber o valor da tensão V desenvolvida em um resistor de resistência R onde passa uma corrente I basta “esconder” o V e terá V = R x I.

Calculado a tensão (V)

Calculado a tensão (V)

E finalmente pode ser que você conheça a tensão V e a corrente I, como no exemplo da nossa carga fantasma, e precisa saber o valor da R a ser utilizada.

Então, você “esconde” o R e descobre que deverá dividir V por I.

Calculando a reisttência (R)
Calculando a reisttência (R)

 

Comprovando os resultados com um simulador virtual

Para entender definitivamente a Lei de Ohm sugiro que você vá ao link da Universidade do Colorado onde há um simulador para você brincar virtualmente com a Lei de Ohm.

Você tem dois cursores onde pode variar o valor da tensão ou da resistência e o simulador calculará automaticamente a corrente no circuito. Experimente você vai gostar.

Se este artigo foi útil para você deixe um comentário, dê um “curtir” no facebook e compartilhe. Lembre-se de que se foi útil para você pode ser útil para outras pessoas. Não seja egoísta.

Até sempre

 

 

 

 

Técnico em eletrônica formado em 1968 pela Escola Técnica de Ciências Eletrônicas, professor de matemática formado pela UFF/CEDERJ com especialização em física. Atualmente aposentado atuando como técnico free lance em restauração de aparelhos antigos, escrevendo e-books e artigos técnicos e dando aula particular de matemática e física.

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9 Responses to “Qual o valor do resistor de carga para testar uma fonte”

  1. muito bom o artigo,e o que se espera de um verdadeiro mestre

  2. preto disse:

    Olá gosto muito de eletrônica e gostei muito da sua explicação Paulo brite

  3. Orides disse:

    Obrigado por compartilhar seu conhecimento conosco! É difícil hoje em dia encontrar alguém com boa formação, que domine o assunto e saiba como redigir um texto de forma tão didática!

    Só fiquei com uma dúvida: qual a finalidade da lâmpada em série com o circuito? Só o resistor de carga não seria suficiente para realizar o teste?

    • paulobrites disse:

      Caro Orides

      A participação do leitores é fundamental para quem escrever saber se está indo na direção correta.
      Troquemos então, os agradecimentos.
      A Lâmpada Série é o “anjo da guarda” do técnico. Ela atua como um “freio” na corrente. Sugiro que você leia meu post “A Lâmpada Série no século XXI” e creio que entenderá. Mas se ficar alguma dúvida sinta-se a vontade para perguntar.
      Abraços e até sempre

  4. iracy disse:

    Obrigado professor,li gostei e me fez lembrar do meu curso de eletrotécnica,a lei de ohm,depois que aprende nunca mais esquece,foi bom relembrar.abraços.

  5. adirsom disse:

    como salvo o artigo tentei copiar e colar e so aparece o texto.Quero guardar para futura consulta ok

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