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Filtro Contra Interferências (ART026)

Um dos problemas de muitos equipamentos eletrônicos e elétricos é a produção de radio interferência RFI, ou interferência eletromagnética (EMI). Esta interferência pode afetar o funcionamento de rádios e televisores próximos causando ruídos e problemas de imagem. Quando esta interferência se propaga pela rede de energia, ela pode ser eliminada por um simples filtro. Neste artigo ensinamos como montar este filtro.

A comutação rápida de fontes chaveadas, utilizadas em muitos equipamentos eletrônicos, ou ainda a comutação das escovas de motores elétricos, encontrados em eletrodomésticos gera harmônicas de altas frequências que tanto podem se propagar pela rede de energia como pelo espaço na forma de ondas eletromagnéticas. Estas interferências causam problemas de funcionamento em diversos tipos de equipamentos, principalmente os que recebem sinais de rádio como receptores de rádio e televisores e até mesmo equipamentos de som.

Se o problema de interferência é causado pela sua propagação pela rede de energia, ele pode ser resolvido com um simples filtro. Este filtro pode ser intercalado tanto entre o aparelho interferido e a rede de energia como entre o aparelho interferente e a rede de energia. O projeto que propomos consiste num filtro passa baixas que pode operar com correntes até uns 2 A, o que significa que os aparelhos ligados nele não devem superar os 200 W na rede de 110 V e 400 W na rede de 220 V. Para potências maiores, as bobinas devem ser enroladas com fios mais grosso.



Como Funciona
O que temos é um filtro LC duplo do tipo passa baixas. Neste filtro a energia passa pelos indutores, indo do plugue para a tomada, pois ela consiste na componente de baixa frequência. No entanto, os sinais interferentes de altas frequências não passam, sendo colocados em curto, pelos dois capacitores. Este filtro é do tipo mais simples que não tem ligação à terra. No entanto, é possível utilizar dois capacitores em série em cada ramo e na junção deles, fazer uma ligação à terra, caso em que o filtro se torna mais eficiente.

O número de espiras da bobina e o valor do capacitor determinam a eficiência do filtro, no entanto existem limites, pois além deles, a própria energia da tomada é afetada. Assim, os valores indicados neste projeto são dimensionados para uma boa operação do filtro.

Se com a colocação do filtro os problemas de interferência ainda persistirem é sinal de que ela não se propaga pela rede de energia, mas sim pelo espaço. Neste caso a solução dada consiste na blindagem e aterramento do aparelho interferente.



Montagem

Na figura 1 temos tanto o diagrama do filtro como sua montagem, com os componentes soldados em uma ponte de terminais. O aparelho deve ser encerrado numa caixa metálica para que os sinais interferentes não sejam irradiados. Se possível, esta caixa deve ser aterrada. Os capacitores devem ser obrigatoriamente tipos de poliéster com tensão de trabalho de pelo menos 250 V se a rede for de 110 V e pelo menos 400 V se a rede for de 220 V. Tipos de alta qualidade são recomendáveis, por trabalharem diretamente ligados à rede de energia.



Figura 1- Diagrama e montagem do filtro contra interferências.


As bobinas L1 e L2 consistem em 20 a 50 espiras de fio esmaltado de 18 a 22AWG  enroladas num pequeno bastão de ferrite. Os bastões de ferrite podem ser obtidos de radinhos transistorizados antigos fora de uso. Quebre com cuidado os ferrites no tamanho necessário (3 a 6 cm) para enrolar das bobinas.

Muitas fontes chaveadas de aparelhos comuns como, por exemplo, placas-mãe de computadores utilizam filtros na entrada, e neles são encontradas bobinas com núcleos toroidais como a da figura 2. Se o leitor tiver disponível uma placa com este tipo de bobina pode aprovetá-las no projeto, utilizando-as em lugar de L1 e L2 que estão em núcleos cilíndridos. A vantagem destas bobinas toridais é a maior indutância devido ao percurso em anel para as linhas de força do campo magnético, que são mais concentradas.



Figura 2 – Bobina em núcleo toroidal que pode ser obtida de computadores e outros aparelhos com fontes chaveadas.


Temos ainda uma solução em que as duas bobinas são enroladas num mesmo núcleo, mas no mesmo sentido, caso em que seus campos se cancelam e assim o efeito sobre a interferência é maior. Estes filtros utilizam bobinas em modo comum, como a mostrada na figura 3. Se o leitor tiver um computador ou fonte de computador fora de uso poderá encontrar uma bobina como a mostrada nesta figura e utilizá-la no filtro de modo eficiente.



Figura 3 – Bobina para filtro em modo comum.


Observe o sentido de enrolamento das bobinas.



Lista de Material
L1, L2 – Bobinas – ver texto
C1, C2 – 100 nF – capacitores de poliéster – ver texto
P1/X1 – Plugue e tomada de acordo com o aparelho alimentado
Diversos:
Cabo de força, caixa para montagem,fios, solda, etc.

 

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N° do componente 

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