Detector de curtos em bobinas (INS206)

Um circuito considerado de grande utilidade na bancada do técnico de manutenção que trabalha com dispositivos dotados de bobinas tais como transformadores, solenóides, motores, etc. é o detector de curtos. Neste artigo, mostramos como um simples, porém eficiente, detector de curtos em bobinas pode ser construído.

Medir a continuidade de uma bobina não revela se ela possui espiras em curto. No entanto, saber se uma bobina está em curto é fundamental na maioria das aplicações em que componentes que as utilizam estão envolvidos.

Como detectar se uma bobina de um transformador, solenóide, eletro-imã ou outro dispositivo está em curto sem precisar aplicar uma corrente que lhe cause um aquecimento excessivo?

O aparelho que descrevemos neste artigo é bastante interessante, pois detecta curtos numa bobina pela sua simples aproximação. Por outro lado, ele pode ser usado sem problemas com praticamente qualquer tipo de bobina. Operando numa frequência da ordem de 50 kHz, ele é ideal para diversos tipos de provas, e ainda detecta se um material é ou não ferromagnético.

COMO FUNCIONA

Quando um sinal é aplicado a uma bobina, ele é transferido à outra que esteja nas suas proximidades, aparecendo nas suas extremidades uma tensão, conforme ilustra a figura 1.

Um sinal aplicado numa bobina induz uma tensão em outra próxima.

Se a segunda bobina, que funciona como o secundário de um transformador estiver aberta, a transferência de energia é nula, e isso se reflete na corrente circulante pelo circuito.

Entretanto, se a bobina que funciona como secundário tiver uma espira em curto, havendo portanto um circuito fechado para a corrente transferida e assim para a absorção da energia, isso se reflete no circuito.

Desse modo, para detectar um curto numa bobina basta termos um transformador de alta frequência com um medidor de corrente no secundário.

Nas condições normais de funcionamento a energia é transferida do primário para o secundário, e isso é indicado pelo instrumento, observe a figura 2.

O instrumento indicador mostra a passagem do sinal de L1 para L2.

No entanto, se no circuito magnético deste transformador for colocada uma bobina, temos duas possibilidades que são mostradas na figura 3.

Uma bobina com espirar em curto "absorve" o sinal.

Se esta bobina estiver aberta e não houver qualquer curto nas suas espiras, nada acontecerá, pois não há transferência de energia, e isso é indicado pelo instrumento.

No entanto, se a bobina estiver aberta, mas com espiras em curto, estas espiras fornecem um elemento para a absorção de energia, e isso faz com que a corrente no indicador caia. Isso será visivel de imediato, indicando o fato.

Basta, portanto, aproximar a bobina suspeita com os terminais abertos do núcleo do transformador e observar se há ou não queda na corrente indicada pelo medidor.

O oscilador que usamos neste projeto é bastante simples tendo por base um transistor NPN de média potência, do tipo BD135 ou equivalente.

Trata-se de um oscilador Hartley cuja frequência é determinada por L1 e C3,e está entre 50 e 100 kHz aproximadamente. Com esta frequência podemos trabalhar tanto com bobinas de poucas quanto muitas espiras.

O núcleo de L3 serve para enrolar L2,que é a bobina que alimenta o instrumento indicador. O ajuste de P1 deve ser feito para que, sem a aproximação de nenhuma bobina do núcleo do transformador, a corrente seja máxima.

R1 e C2 formam o circuito de polarização e realimentação do oscilador.

O circuito é alimentado com uma tensão de 6 V obtida de quatro pilhas comuns. O consumo é algo elevado, mas normalmente as provas são rápidas, o que significa que as pilhas usadas terão boa durabilidade.

MONTAGEM

Na figura 4 temos o diagrama completo do detector de curtos em bobinas.

Diagrama do detector de curtos em bobinas.

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 5.

Sugestão de placa de circuito impresso do detector.

A bobina L1 é formada por 120+120 espiras de fio esmaltado 28 AWG ou mais fino, e L2 é formada por 10 a 12 espiras do mesmo fio sobre L1. Estas bobinas são enroladas num bastão de ferrite de 15 a 25 cm, de qualquer diâmetro, que será montado na caixa, conforme mostra a figura 6, de modo a podermos aproximar a bobina em teste.

Sugestão de montagem.

Os demais componentes são comuns e o transistor deve ser dotado de um pequeno radiador de calor.

O diodo admite equivalente e o indicador pode ser qualquer VU-meter comum como, por exemplo, os encontrados em muitos aparelhos de som.

Uma opção interessante para quem não quiser usar um VU-meter ou microamperímetro de 100 a 200 µA, é utilizar o multímetro numa escala baixa de corrente.

PROVA E USO

Inicialmente, ligue a alimentação do aparelho e ajuste P1 para que o instrumento indique a corrente máxima.

Depois, aproxime uma bobina formada por algumas espiras de fio num tubinho de papelão do núcleo de L1/L2, veja a figura 7.

Testando o aparelho.

Não deve haver indicação de variação de corrente no instrumento.

A seguir, coloque a bobina em curto, interligando seus terminais. Aproximando-a de L1/L2 deve haver uma indicação de queda de corrente no instrumento.

Para usar o aparelho basta aproximar a bobina (sem núcleo ou com núcleo aberto) de L1/L2 e observar se há variação na corrente do instrumento.

Materiais ferromagnéticos como aço, ferrite e ferro quando aproximados da bobina detectora fazem com que haja uma pequena queda de corrente no instrumento.