Dia desses, um dos meus quarenta e cinco e meio trilhões (ou quatrilhões ?) de seguidores (é importante ter muitos seguidores) do planeta Terra (redondo), deste influenciador analógico que vos escreve pediu que tratasse sobre este assunto.
O pedido veio depois que um Oidar Técnico , amigo do meu seguidor, ao vê-lo usar lâmpada série durante o reparo de um antigo rádio de carro que, obviamente, tinha que ser alimentado com tensão contínua, alegou em alto e bom som, com a empáfia de quem não sabe nada de coisa alguma: – lâmpada série não funciona em corrente contínua!
Às vezes é melhor ser surdo do que ouvir certas coisas e assim procedeu meu seguidor, fazendo ouvido de mercador, como diz o ditado e deixando o pobre coitado a falar com as paredes da oficina, na esperança de que elas não o ouvissem pois, há quem diga que elas, as paredes, têm ouvidos.
Na prática a teoria não é outra
Muito já escrevi sobre o uso da lâmpada série na reparação de aparelhos eletroeletrônicos, entretanto talvez alguns não tenham lido, outros leram e não entenderam a “teoria” que está por trás dela e até há quem pense que lâmpada é tudo igual, desde que acenda e ilumine a sua vida…
Mas, vamos combinar que aqui o que mais importa não é tanto a luz que a lâmpada vai nos dar, porém a resistência que vai oferecer ao circuito onde for inserida e, o mais importante, deve ser uma resistência não ôhmica e isto só pode ser fornecido por lâmpadas com filamento.
Trocando em miúdos, lâmpadas eletrônicas e de led NÃO SERVEM justamente porque não têm filamento.
Resistência ôhmica e não ôhmica
Antes de demonstrar que se pode usar lâmpada série em DC vamos teorizar um pouco, afinal nada é mais prático que uma boa teoria.
Resistência ôhmica é aquela que segue a “irrevogável” primeira Lei de Ohm e a resistência não ôhmica, obviamente, não a segue.
Mas, e daí o que isto quer dizer?
Vamos destrinchar melhor o que significa seguir ou não seguir a primeira Lei de Ohm.
Certamente, você que é técnico em eletrônica já está ou deveria estar acostumado com a “fórmula” (prefiro dizer “expressão matemática”) que representa a primeira Lei de Ohm e que vemos abaixo.
.O que esta fórmula nos diz é que se a resistência R tiver um valor constante, quando a tensão aumentar a corrente irá aumentar e vice-versa, se a tensão diminuir a corrente diminuirá por isso, se diz que é R é uma resistência ôhmica, pois segue a primeira Lei de Ohm representada matematicamente pela fórmula acima.
Se construirmos um gráfico representando a variação de corrente em função da tensão para um resistor ôhmico obteremos uma reta e por isso, a chamamos de variação linear
Na fig.1 temos como exemplo gráfico mostrando a variação da corrente em um resistor de 2 ohms, por exemplo, submetido a uma tensão que varia de 0 a 12V e não importa se é DC ou AC.
Vejamos agora dois exemplos de resistores não ôhmicos que podemos encontrar nos circuitos.
Eles costumam ser chamados de termistores, mas não deixam de ser resistores.
São eles o NTC (Negative Temperature Coeficient) e PTC (Positive Temperature Coeficient) cujos gráficos vemos nas figuras 2 e 3.
Observe que agora a variação da corrente em função da tensão não é representada por uma reta e sim por uma curva, portanto não é uma variação linear, logo estes resistores não são ôhmicos, pois não seguem a primeira Lei de Ohm.
E as lâmpadas de filamento são o que?
Sejam elas as antigas incandescentes, há muito tempo banidas do mercado, ou as halógenas ambas se comportam como resistências não ôhmicas e mais adiante isso será demonstrado.
Para exemplificar isto consideremos uma lâmpada incandescente de 40W/127V e outra halógena de 42W/127.
O primeiro passo será medir, com um ohmímetro, a resistência de cada uma cujos resultados foram
Incandescente – R = 30Ω
Halógena – R = 28,6Ω
Repare que os resultados foram bem próximos uma vez que as potências são bem próximas.
Entretanto, estas são resistências “a frio”, ou seja, com as lâmpadas desligadas.
Não custa lembrar, aos “distraídos”, que não podemos medir a resistência com a lâmpada ligada.
Agora vamos calcular as resistências de cada uma das lâmpdas baseado nas especificações e utilizando a fórmula que relaciona potência, tensão e resistência:
R = V2 / P
Obteremos Rincandescente = 1272/40 = 403Ω e Rhalógena = 1272/42 = 384Ω, novamente resultados bem próximos como ocorreu com as resistências medidas “a frio”, porém bem maiores. Por quê?
Por estes resultados já dá para desconfiar que as lâmpadas de filamento, ao contrário dos resistores, não têm uma resistência fixa, ou seja, a frio têm uma resistência bem menor que quando estão submetidas a sua tensão de trabalho e dissipando potência.
E por que isso acontece?
Aqui entra a segunda Lei de Ohm que expressa a resistência em função do comprimento do fio (L), da área da secção reta (A) e da resistividade (r) dele.
Como o filamento das lâmpadas é metálico (tungstênio), a corrente elétrica, ao passar por ele, provocará um aumento da temperatura e a consequente dilatação do material, principalmente, no comprimento L, o que fará a resistência R aumentar.
Podemos dizer então, que uma lâmpada com filamento se comporta como um PTC, ou seja, tem coeficiente de temperatura positivo.
Estas observações já nos levam a “desconfiar’ que lâmpadas, com filamento metálico, se comportam como resistências não ôhmicas e que o comportamento será o mesmo se a lâmpada for alimentada com tensão DC ou AC.
Mas, em ciência o “desconfiômetro” apenas não é suficiente, é preciso provar que nossa intuição está correta.
Sendo assim, realizei quatro experimentos. Alimentei lâmpadas incandescentes e halógenas com tensão AC e DC ajustáveis, medi as correntes para cada tensão e calculei as resistências em cada caso como vemos nas tabelas das figuras 5 e 6.
Analisando estas duas tabelas percebe-se que o comportamento de ambas as lâmpadas, tanto em AC como em DC, é praticamente o mesmo, embora tenhamos pequenas variações de valores que são atribuídos a imprecisão no ajuste das tensões e na leitura dos instrumentos. Também precisamos considerar que a lâmpada incandescente é de 40W e a halógena é de 42W.
Assim, já se pode concluir “cientificamente”, meus caros Oidar técnicos, que podemos utilizar lâmpada série na reparação de equipamentos alimentados com AC ou DC.
Demonstrando que lâmpadas com filamento são resistências não ôhmicas
A partir da análise das tabelas das figuras 3 e 4 podemos concluir que as lâmpadas com filamentos se comportam como resistores não ôhmicos, uma vez que a variação da resistência em função da tensão aplicada não é linear (uma reta).
Porém, como dizem os chineses – uma figura vale mais que mil palavras portanto, se construirmos gráficos mostrando a variação da resistência em função da tensão aplicada veremos que não são linhas retas.
Veja os resultados nas figuras 7 a 10.
Se depois de todas estas explicações e análises, meu caro Oidar Técnico, ainda continua dizendo que não pode, então já passou da hora de mudar de profissão, pelo bem da humanidade!
Aguardo comentários e até sempre!