Fonte de 150 ou 300 V (ART1493)

Esta fonte experimental fornece tensões de saída de 150 V contínuos se ligada à rede de 110 V e 300 V se ligada à rede de 220 V. A corrente máxima é da ordem de 20 mA, para que não ocorram quedas significativas na carga e a filtragem afetada. Podemos usar esta fonte em testes de isolamento, circuitos experimentais com válvulas e lâmpadas neon.

Existem muitos experimentos e montagens que exigem altas tensões contínuas para a alimentação. Neste caso incluímos alguns circuitos com válvulas, testes de isolamento, circuitos com lâmpadas neon e de xenônio.

Descrevemos neste artigo uma simples fonte de alimentação que até pode aproveitar material de sucata, sendo capaz de fornecer na saída tensões de 150 V (110 V) e 300 V (220 V). Estes são os valores de pico com se carregam os capacitores de filtro, os quais podem fornecer, sem problemas, correntes até 20 mA numa carga experimental em regime continuo.

É importante observar que esta fonte não usa transformador e, portanto, não está isolada da rede e energia. Desta forma, tanto pelo não isolamento da rede como pelas altas tensões utilizadas, todos os cuidados devem ser tomados pelo montador e usuário no sentido de evitar qualquer contato direto capaz de causar choques perigosos.

Sugerimos que sua montagem seja feita em caixa de madeira ou plástico e que todos os pontos “vivos” de conexão sejam devidamente indicados e que somente ela seja manuseada por pessoas com conhecimento.

Características:

Tensão de entrada: 110 Vca ou 220 Vca

Tensões de saída: 150 V ou 300 V

Corrente máxima: 20 mA

Como Funciona:

O circuito consiste num retificador de meia onda com um diodo de silício, para maior simplicidade, diretamente ligado à rede de energia.

A tensão após o diodo D1 serve para carregar o primeiro capacitor de filtro C1 e depois C2 via R1, com a tensão de pico da rede local. Esta tensão de pico é obtida multiplicando-se a tensão rms de entrada pela raiz quadrada de 2, ou aproximadamente 1,41.

Temos tensão a carga do capacitor com aproximadamente 150 V na rede de 110 V e 300 V na rede de 220 V.

O filtro em “Pi” formado por C1, C2 e R1 garante uma boa filtragem para a tensão contínua obtida na saída. Podemos usar capacitores de 8 µF a 47 µF.

O fusível F1 protege o circuito e a instalação local caso ocorra algum problema como, por exemplo, a ocorrência de curto no capacitor C1 ou no diodo.

Na saída temos uma lâmpada neon indicadora que serve para avisar que o circuito se encontra energizado. Veja que a carga existente nos capacitores C1 e C2 podem manter lâmpada acesa mesmo depois do circuito ser desligado da rede servindo de alerta para que ele não seja tocado, pois pode causar choque pela presença de tensão nos capacitores.

Montagem

Na figura 1 temos o circuito completo da fonte.

Figura 1 – Circuito completo da fonte

Como são usados poucos componentes, a montagem pode ser feita com base numa pequena ponte de terminais, como mostra a figur 2.

Figura 2 – Montagem em ponte de terminais

Os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho de pelo menos 200 V se o circuito for operar na rede de 110 V e pelo menos 350 V se for operar na rede de 220 V.

A técnica de montagem depende do tipo de capacitor utilizado. Para capacitores do tipo rosca, encontrados em equipamentos antigos use a conexão por fios e para os axiais ou paralelos a montagem convencional.

Mostramos as duas técnicas de montagem na figura 3.

Figura 3 – Usando capacitores de tipos diferentes

Se for usar um capacitor aproveitado de sucata teste antes. Eventualmente, um capacitor ruim causará a queima do fusível quando o aparelho for alimentado.

O diodos pode ser o 1N4004 ou 1N4007 se a rede for de 110 V e 1N4007 se a rede for de 220 V.

A lâmpada neon é do tipo comum NE-2H ou equivalente.

Para as saídas de alta tensão sugerimos a utilização de bornes isolados ou então cabos vermelho e preto com garras também isoladas.

Prova e Uso

Coloque o fusível no suporte e ligue a unidade na rede de energia.Se tudo estiver bem, ao acionar S1 a lâmpada neon deve acender.

Se o leitor tiver um multímetro , coloque-o numa escala alta de tensões contínuas (VDC) e meça a tensão de saída. Na rede de 110 V, dependendo a tensão medida deve ficar entre 120 e 150 V e na rede de 220 V entre 250 e 300 V.

Comprovado o funcionamento, o leitor poderá utilizar a fonte, sempre respeitando suas limitações e tomando cuidado ao manipulá-la, pois ela não está isolada da rede de energia.

Damos a seguir alguns usos interessantes para esta fonte, lembrando queno site do autor podem ser encontradas outras aplicações importantes.

a) Prova de isolamento

Na figura 4 temos o modo de fazer a prova de isolamento de capacitores, utilizando uma lâmpada neon como indicador.

A lâmpada deve dar uma piscada ao encostarmos as pontas de prova no capacitor, para depois apagar e o capacitor estiver bom. Se permanecer acesa é sinal que o capacitor está em curto ou apresenta fugas.

Capacitores até 1 ou 2 µF podem ser testados, com tensões de isolamento acima da tensão da fonte.

Figura 4 – Teste de capacitores

b) Teste de lâmpadas neon

Basta ligá-las na saída em série com um resistor de220 k a 1 M, conforme mostra a figura 5.

Figura 5 – Teste de lâmpadas neon

c) Teste de bobinas de ignição

Com um toque momentâneo das saídas da fonte no primário da bobina temos a descarga do capacitor com a produção de um pulso de alta tensão na saída, se a bobina estiver em bom estado.

Para que a faísca ocorra o terminal de alta tensão deve estar próximo ao terminal de terra da bobina, conforme mostra a figura 6.

Figura 6 – Teste de bobinas de ignição

d) Medidas de resistências muito altas

Para esta finalidade usaos o multímetro numa escala baixa de correntes em série com um resistor de 100 k se a rede for de 110 V e 220 k se a rede for de 220 V, conforme mostra a figura 7.

Figura 7 – Medidas de resistências muito altas

Em série com os resistores temos trimpots de 100k ou 220k nos dois circuitos.

Estes trimpots são ajustados para se obter uma leitura de 1 mA quando as pontas de prova são unidas.

Ligando-se o resistor em prova entre as pontas obteremos uma corrente e em sua função, aplicamos a seguinte fórmula para obter seu valor:

R = 150 x (1-I)/I para a rede de 110 V

Ou

R = 300(1 –I)/I para a rede de220 V

Onde:

R é a resistência em kΩ

I é a corrente em mA