VERIFICANDO COMO FUNCIONA - FEIRA DE CIÊNCIAS ... O Imperdível !
(O transformador, o diodo, o capacitor e a néon)
Aos iniciantes da eletrônica propomos esse trabalho experimental que permitirá os primeiros contatos com componentes eletrônicos e suas funções. Observará que um transformador tem funcionamento 'dinâmico', ou seja, só funcionará quando a corrente elétrica que percorre seu enrolamento primário sofrer alterações em função do tempo, em outras palavras, não funcionará com corrente contínua e constante. Algo nela deverá variar!
Por outro lado, constatará a ação de um diodo retificador e a função básica do capacitor; um permitindo passagem da corrente num só sentido e o outro armazenando energia potencial elétrica.
Tudo isso, visualmente observado, mediante uma simples lampadinha néon. Acende ou não acende?; acende ao redor das duas plaquetas internas ou apenas ao redor de uma delas? Acende e apaga rapidamente ou permanece acesa por breve intervalo de tempo?
Vale verificar e, como sempre, esse não é um trabalho completo, 'prontinho' para ser copiado e usado ... você também deverá participar!
D1 - diodo de silício (1N4004 ou equivalentes)
NE-1 - lâmpada néon comum
T1 - transformador redutor de tensão (usado às avessas!)
B1 - pilha ou baterias (1,5V, 3,0V e porta-pilhas)
R1 - resistor de carvão (1M a 2M2, 1/8W)
C1 - capacitor de poliéster (1mF a 2,2mF x 150V ou mais)
fios, solda, lima etc.
Nessa montagem experimental dispensou-se o uso da ponte de terminais; temos apenas 5 pontos de solda. O transformador original tem primário para 110 e 220V e secundários que podem ser, para (6+6)V, para 12V ou mesmo 15V. Em fim, qualquer transformador 'obtido' de uma fonte de alimentação para baixa tensão servirá. Esse transformador será utilizado às avessas, ou seja, o enrolamento de baixa tensão será utilizado como primário (e vai ser ligado à pilha ou bateria) e o enrolamento de alta tensão (ex-220V!) será utilizado como secundário (e vai ser ligado à carga (D1,C1 e R1 em série com NE-1).
O capacitor de poliéster, na faixa dos 1mF a 2,2mF, deve apresentar tensão de trabalho de 150V ou mais; quando maior a capacitância maior será o tempo que a lâmpada permanecerá acesa. Uma técnica para a troca rápida desses capacitores (para os diversos ensaios) pode ser pensada. Do mesmo modo se comportará o resistor de lastro (1M a 2M2), quanto maior a sua resistência elétrica maior será o tempo de acendimento da lâmpada néon de dois terminais paralelos.
Um dos dois fios que vão à fonte de alimentação (pilha ou bateria) poderá estar definitivamente soldado; o outro não; esse é quem providenciará o liga/desliga.
Para utilizar a montagem orientamos:
(a)- ligue o fio do transformador no topo da pilha; observe que a lâmpada só acenderá nos instantes de ligar e desligar; ela não permanecerá acesa com o fio encostado na pilha. No instante de ligar a corrente no 'primário' passa rapidamente de zero ao seu valor máximo e como houve 'variação', o transformador funciona, a lâmpada acende e logo apaga. Permanecendo a ligação a corrente se estabiliza em seu valor máximo, não haverá mais 'variações', o transformador não funciona, a lâmpada não acende. Ao se desencostar o fio do topo da pilha, a corrente no 'primário' cai rapidamente do valor máximo para zero, novamente'variou', o transformador funciona, a lâmpada acende e logo apaga.
(b)- aprimore esses liga/desliga usando uma lima. Encoste a lima no topo da pilha e esfregue o fio de ligação nas ranhuras da lima. Haverá uma série rápida de liga/desliga, o transformador funcionará durante maior intervalo de tempo. Nas primeiras raspadas, ouvirá um breve ruído no transformador e depois de algumas raspadas, quando o capacitor atingir os 80V, a lâmpada acenderá (e assim ficará até acabar a 'carga' do capacitor).
(c)- nesses acende/apaga, observe os eletrodos (plaquetas) internos da lâmpada. Há um brilho avermelhado em volta de ambos? Ou de apenas um?
Coloque o diodo em curto-circuito (basta para isso dobrar seus terminais e encostar um no outro); esfregue o fio do liga/desliga na lima e observe novamente como é o brilho da lâmpada. Recorra ao seu professor para ampliar seus conceitos na eletrônica.
(d)- Perceba, num único liga/desliga quanto tempo a lâmpada permanece acesa. Anule a ação do capacitor (solte um de seus terminais) e refaça o experimento. Comece tudo de novo, usando dessa vez, a técnica da lima para ligar e desligar.
Essas são linhas gerais de procedimento. Alguma leitura deverá ser feita sobre o tema e/ou consulta a seu professor(a). Aventure-se nesse campo!
Não deixe o fio do transformador ligado na pilha por muito tempo, isso determinará o 'esgotamento' da pilha; além do que não fará a lâmpada ficar acesa: a indução que ocorre no transformador é um processo 'dinâmico', como já salientamos.