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Fontes de alimentação

Fontes de alimentação

A alimentação dos circuitos de electrónica é efectuada em corrente contínua. Esta pode ser obtida por vários meios: pilhas, baterias ou a partir da corrente alternada da rede de distribuição.

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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