Quase todos os sensores necessitam de alimentação eléctrica. Mesmo os sensores activos utilizam circuitos de electrónica para processar os seus sinais, necessitando de ser alimentados. A alimentação dos circuitos de electrónicos é efectuada em corrente contínua. Esta pode ser obtida por vários meios: pilhas, baterias ou a partir da corrente alternada da rede de distribuição. Há também pilhas solares e nucleares, utilizadas em situações menos correntes na indústria: as pilhas solares utilizam-se para alimentar sensores instalados em regiões isoladas ou inacessíveis, onde não há energia elétrica ou onde é difícil substituir as pilhas ou as baterias convencionais; as pilhas nucleares usam-se a bordo de satélites, onde é preciso garantir o fornecimento de energia durante vários anos e não existe o risco de expor pessoas a radiações ionizantes. Recentemente têm estado a aparecer as chamadas pilhas de combustível (“fuel cells”), que não são mais do que geradores eléctricos estáticos alimentados com hidrogénio e oxigénio, resultando como produtos desta reacção química, água, calor e corrente eléctrica contínua. Ao contrário do que acontece com as pilhas e baterias, estas são unidades complexas e para grandes potências; prevê-se, no entanto, dentro de alguns anos, a difusão de unidades de pequena dimensão.
Pilha
A pilha (“battery”) é um gerador de corrente contínua, que produz a energia eléctrica a partir de uma reacção química. As pilhas são formadas por dois eléctrodos de constituição diferente, chamados cátodo e ânodo, e mergulhados num electrólito (solução química ionizada). A f.e.m. (força electromotriz) desenvolvida por uma pilha simples é da ordem de 1 V a 4 V. Indicam-se a seguir os tipos de pilhas mais vulgares:
Pilha de zinco-carvão – Os eléctrodos são de zinco e de carvão e o electrólito é uma pasta impregnada em ácido. A sua f.e.m. é de 1,5 V. São as mais baratas e vulgares.
Pilha alcalina – Os eléctrodos são de zinco e de óxido de manganésio e o electrólito é alcalino. A sua f.e.m. é um pouco inferior a 1,5 V. Têm maior duração do que as anteriores.
Pilha de lítio – Um dos eléctrodos é de lítio, podendo o outro ter várias composições, e o electrólito é uma película semicondutora.
A sua f.e.m. é de 4,2 V, baixando rapidamente com a utilização até um valor de 3,7 V. Atingindo os 3,4 V a bateria é considerada morta. Podem ser construídas já incorporadas em circuitos integrados.
Para obter tensões mais elevadas faz-se uma associação das pilhas em série. Para dispor de maior corrente associam-se as pilhas em paralelo, tendo o cuidado de garantir que todas possuem a mesma f.e.m. Podem ainda efectuar-se associações mistas. A Figura 1 (a), representa simbolicamente uma pilha. Quando é necessário indicar que se trata de uma pilha composta por vários elementos, utilizam-se os símbolos da Figura 1 (b) e (c). A vida de uma pilha é limitada: após a sua descarga deve ser substituída, não pode ser carregada. Por este motivo não é recomendado o seu uso extensivo em circuitos de instrumentação.
Rui Vilela Dionísio
Departamento de Sistemas e Informática
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal
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