Este artigo faz parte de nossa coleção de livros “Como Testar Componentes”. O teste de relés e solenoides está no volume 2.
O que são
Relés e solenoides também são componentes baseados em bobinas. Nos solenóides, o campo magnético criado pela circulação de uma corrente numa bobina atrai um núcleo que exerce uma força externa, conforme mostra a figura 1
A força exercida depende da intensidade da corrente circulante na bobina e do seu número de espiras. Por outro lado, a intensidade da corrente depende da tensão aplicada e da resistência ohmica, conforme a Lei de Ohm:
I = V/R
Onde I é a intensidade da corrente, V a tensão aplicada e R a resistência ohmica.
Isso é válido apenas para o caso de solenóides que operem com correntes contínuas. Para os que operam com corrente alternada em lugar da resistência ohmica devemos considerar sua impedância. Os relés, por outro lado, são interruptores ou chaves eletromecânicas. Eles consistem numa bobina que possui um núcleo, conforme mostra a figura 2.
Nas proximidades da bobina é colocada uma armadura que, ao ser atraída movimenta contactos elétricos. Os relés podem ter contactos simples ou múltiplos, caso em que funcionam como chaves comutadoras.
As principais características elétricas dos relés são a resistência e tensão de sua bobina (que determina a corrente de acionamento) e a capacidade dos contactos.
O que devemos testar
No caso dos solenóides o teste mais simples consiste em se verificar a continuidade de sua bobina. Medindo a resistência, podemos ir além e determinar a corrente de acionamento, caso a tensão seja especificada.
Podemos também fazer um teste dinâmico, acionando o solenóide com a ajuda de uma fonte externa. No caso dos relés, testamos as condições de sua bobina, eventualmente determinando sua resistência para que a corrente de acionamento seja conhecida, e também podemos fazer um teste de contactos.
Para o teste de contactos precisaremos acionar o relé com a ajuda de uma fonte externa, conforme veremos mais adiante nos procedimentos.
Instrumentos Usados no Teste
• Provador de continuidade
• Multímetro
• Fonte de alimentação variável
Um teste opcional para o caso dos solenóides consiste em se medir sua força, caso em que deve ser usado um dinamômetro para maior precisão, ou simplesmente pesos conhecidos.
Que Solenóides e Relés podem Ser Provados
Solenóides e relés de qualquer tipo com tensões na faixa de 3 a 240 V podem ser testados com os procedimentos que descrevemos a seguir.
Nessa categoria incluem-se os pequenos relés e solenóides usados em equipamentos eletrônicos, relés e solenóides de máquinas industriais e equipamentos eletro-domésticos como máquinas de lavar, além de relés e solenóides de uso automotivo.
Procedimento
1) Solenóides
A prova inicial básica é a de continuidade que também serve para determinar a sua resistência. Essa prova não revela se existem curto-circuitos nas bobinas. Veja o teste de bobinas.
a) Desconecte um ou os dois terminais do solenóide que vai ser testado. O circuito em que ele se encontra deve estar desligado da rede de energia, caso seja ela sua fonte de alimentação.
b) Meça a continuidade ou resistência do solenóide usando a escala média ou baixa do multímetro, caso seja esse o instrumento usado (x1 ou x10). Zere o multímetro antes de fazer a medida
A figura 3 mostra como esse teste deve ser feito.
Interpretação da Leitura
Solenóides comuns apresentam resistências entre alguns ohms até perto de 5 000 ohms (para os tipos de maior tensão) quando em bom estado. Se a resistência estiver nessa faixa, provavelmente o solenóide está bom. Se a resistência for muito alta ou infinita o solenóide se encontra aberto. Veja na prova de bobinas como proceder para detectar eventuais curto-circuitos entre as espiras da bobina.
Relés
Também podemos provar os relés verificando a continuidade de sua bobina, usando para essa finalidade o multímetro ou o provador de continuidade.
a) Zere o multímetro colocando-o numa escala de baixas resistências (x1 ou x10). Se usar o provador de continuidade, verifique se está funcionando corretamente.
b) Retire o relé do circuito, se ele estiver em algum de modo a poder testá-lo sem qualquer interferência do circuito em que ele se encontra.
c) Meça inicialmente a continuidade de sua bobina. Anote a resistência medida, se usar o multímetro.
d) Verifique a continuidade entre o terminal C (comum) e o NA (Normalmente Aberto) e entre C e o terminal NF (Normalmente Fechado).
Obs: se o relé tiver um só contacto, verifique sua continuidade e se tiver diversos, entre todos eles. A figura 4 mostra como esse teste deve ser feito.
Interpretação da Prova
A bobina deve apresentar continuidade. Assim, no seu teste devem ser lidas resistências inferiores a 5 000 ohms. Se resistências muito altas ou infinitas forem observadas, a bobina do relé se encontra interrompida. Eventualmente uma resistência entre 100 000 ohms e 1 M ohms pode ser medida, indicando interrupção da bobina e ainda fugas por absorção de umidade ou outros problemas.
Para o teste de contactos, a resistência entre o C e NA deve ser muito baixa (nula). A resistência entre o C e o NF deve ser infinita. Se isso não ocorrer o relé se encontra com problemas. Veja que esse teste também serve para identificar os terminais de um relé.
Para saber qual é a corrente de acionamento, basta aplicar a Lei de Ohm, dividindo a tensão de acionamento pela resistência medida. Por exemplo: se a resistência de um relé de 12 V for 100 ohms, sua corrente de acionamento será:
I = V/R
I = 12/100
I = 0,12 A
I = 120 mA
Observamos que esse procedimento não é válido para relés de corrente alternada pois a corrente de acionamento é determinada pela sua impedância.
Mais adiante veremos como fazer a prova dinâmica de um relé, determinando as características de acionamento.
Outras Provas
a) Prova de acionamento para Solenóides
Pode ocorrer que, de posse de um solenóide de baixa tensão (até 15 V) o leitor deseje saber qual é a tensão de acionamento e também a corrente.
Para essa finalidade pode ser usado o circuito de prova da figura 5 onde o medidor de corrente (que pode ser um segundo multímetro é opcional).
Na verdade, se a fonte possuir indicadores de corrente e tensão os dois multímetros são desnecessários. O que se faz é aumentar a tensão aplicada ao solenoide a partir de zero até se obter o acionamento com uma força que se julgue razoável. Deixa-se o componente um pouco ligado para verificar se não ocorre o sobreaquecimento. Basta então ler a tensão e a corrente indicada.
Na figura 6 temos a montagem adicional que permite medir a força de um solenóide quando conhecemos sua tensão de acionamento. Podemos aproveitar e medir a corrente drenada.
Para solenóides de corrente alternada pode-se usar um variac, conforme mostra a figura 7.
Neste caso, o multímetro deve ser ajustado para medir tensões alternadas.
b) Determinação da tensão de operação de um relé
O procedimento para se determinar a tensão de operação de um relé é semelhante ao usado no caso do solenóide. Lembramos apenas que, conforme mostra a figura 8, os relés apresentam uma característica de histerese no seu acionamento.
Isso significa que, uma vez alcançada a tensão de disparo eles fecham seus contactos. No entanto, para que eles desliguem, a tensão deve cair para um valor inferior à tensão de disparo, a chamada tensão de manutenção, conforme mostra a figura.
Com uma fonte de alimentação variável e eventualmente um multímetro, se a fonte não tiver indicação de tensão, podemos determinar o ponto de disparo e o ponto de manutenção. Com um multímetro na escala de correntes ou se a fonte tiver um indicador, podemos determinar a corrente de acionamento.
Veja que, na operação normal, a tensão nominal especificada para um relé é sempre um pouco maior do que a obtida neste teste. Assim, um relé de 12 V provavelmente disparará com 9 ou 10 V e somente desligará quando a tensão cair abaixo de 7 ou 8 V. A operação com a tensão nominal, garante que os contactos fechem firmemente, evitando falhas de funcionamento.
Observações
Também devemos incluir nestes testes os solenóides rotativos e alguns outros tipos menos comuns como os de acionamento progressivo (passo a passo). Para os relés, devem ser incluídos os tipos “reed”.
É claro que os relés de estado sólido têm um procedimento de teste completamente diferente que será visto na parte em que trataremos do teste de dispositivos semicondutores.
