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Tudo Sobre Relés (livro completo) - - parte 4

4. CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS RELÉS
Como acionar um relé? Que tipo de circuitos externos podem ser controlados por um relé?
Na utilização de qualquer tipo de relé num projeto é fundamental ter respostas para as duas perguntas acima, e em alguns casos para outras.Nos manuais de fabricantes de relés, como os da METALTEX, encontramos informações que permitem a avaliação do que um relé pode fazer e como deve ser usado. No entanto, é preciso saber interpretar estas informações, para que não aconteçam surpresas desagradáveis num projeto. Iniciaremos então nossas explicações pelas características elétricas dos relés.


4.1 Características da bobina
Para que o relé seja energizado corretamente e os contatos atuem, é preciso que uma corrente de intensidade mínima determinada circule pela sua bobina.

Devemos então aplicar uma tensão de determinado valor, que em função da resistência do enrolamento vai permitir que a corrente mínima determinada seja estabelecida.Na prática os relés são especificados em termos da corrente que deve passar pelo enrolamento para uma determinada tensão que é a tensão de funcionamento. Na verdade é preciso levar em conta que, para fechar o relé, precisamos de uma certa intensidade de campo magnético que puxe a armadura para perto da bobina com certa força, mas uma vez que a armadura se aproxima, o campo já não precisa ser tão forte para mantê-la junto à bobina, e com isso o relé fechado.Devemos então distinguir a tensão que aciona o relé da tensão que o mantém fechado que é muito menor.
A corrente que aciona o relé é denominada corrente de acionamento, enquanto que a corrente que o mantém fechado (muito menor) é a corrente de

manutenção.Fixando a tensão que deve disparar um relé de corrente contínua, a corrente que vai circular por sua bobina é função da resistência do

enrolamento, o que pode ser calculado facilmente pela lei de Ohm.Assim, se um relé for especificado para uma tensão nominal de 24 volts, quando então circula uma corrente de 20 mA (0,02 A), podemos calcular a resistência com uma simples divisão:


R = V/IR = 24/0,02R = 1200 ohms

As características da bobina do relé de corrente contínua (resistência, corrente e tensão) ficam então perfeitamente definidas quando temos duas das três grandezas acima citadas:Se tivermos a tensão (V) e a corrente (I), calculamos a resistência (R) pela fórmula:

R = V/I

Se tivermos a tensão (V) e a resistência (R), calculamos a corrente pela fórmula:

I = V/R

Finalmente, se tivermos a corrente (I) e a resistência (R), calculamos a tensão (V) pela fórmula:

V = R x I

Veja que estas tensões são "valores nominais", ou seja, aqueles que são recomendados numa operação normal. Na prática o relé pode fechar seus contatos com tensões menores, mas este fator deve, ser levado em conta quando se desejar máxima confiabilidade do componente.Os valores superiores também são admitidos, apenas até certo limite. Se a aplicação de uma tensão num circuito que tenha uma certa resistência, como a bobina de um relé, significa a produção de calor, temos aí um motivo claro da limitação. As bobinas podem dissipar apenas uma quantidade definida de calor, que não deve ser superada. Os fabricantes de relés indicam então qual é a porcentagem acima da tensão nominal que pode ser aplicada no máximo na bobina de um relé sem o perigo de haver aquecimento. Valores típicos estão entre 10 e 15% acima da tensão nominal.Resumindo: as características elétricas da bobina de um relé, que devem ser levadas em conta num projeto, são:


Tensão nominal, tensão de operação e tensão máxima de trabalho

Corrente nominal

Resistência ôhmica

Potência nominal dissipada



4.2 Características dos contatos
Além do número de contatos e o tipo, devemos também conhecer características elétricas desses contatos, para utilizá-los sem problemas em qualquer projeto. A primeira característica que nos interessa é a corrente máxima que podem controlar. A abertura e fechamento dos contatos de um relé exige um certo tempo, o que significa que nos pontos de aproximação máxima podem ocorrer arcos, ou seja, pequenas faíscas quetendem a queimá-los com o tempo.Estas faíscas são mais intensas quando se comuta um circuito indutivo como por exemplo um transformador, um motor, um solenóide etc.
A superfície dos contatos determina, por outro lado, a intensidade máxima da corrente que pode ser controlada. Estes dois fatores devem ser levados em conta na utilização de um relé. Assim, temos a especificação da corrente máxima que cada contato pode controlar tanto em circuitos resistivos como indutivos.

Evidentemente, a corrente máxima num circuito resistivo é sempre maior que a permitida para um circuito indutivo.Alguns recursos permitem a proteção dos contatos com o prolongamento de sua vida útil,na comutação e controle de cargas indutivas "amortecendo" as faíscas, mas isso será visto posteriormente.
A vida útil de um relé está basicamente determinada pela durabilidade dos contatos, e como o desgaste ocorre nos momentos em que ocorrem as comutações, esta característica é dada em termos de abertura e fechamento do relé em milhares ou mesmo milhões de vezes.Temos ainda como especificação importante a tensão máxima que os circuitos do contato podem admitir. Esta característica é importante levando-se em conta a possibilidade de ocorrer faiscamentos ou mesmo fugas entre os contatos dado o seu afastamento na posição em aberto, se a tensão máxima for superada.Valores típicos estão na faixa dos 150 aos 250V. Como a potência controlada no circuito de carga é dada pelo produto da corrente pela tensão, em alguns casos especifica-se a potência máxima também.
Existem casos em que não se recomenda que a corrente máxima especificada para os contatos seja aplicada também com a tensão máxima. Limita-se assim a potência.
Uma outra especificação importante em certas aplicações é o tempo que o relé demora para fechar seus contatos. Existe então um intervalo de tempo mínimo indicado pelo fabricante que decorre entre a aplicação da tensão na bobina e o pleno fechamento dos contatos. Este valor varia de tipo para tipo e é dado tipicamente em milisegundos (ms).Veja então que os dois tempos devem ser levados em conta quando se deseja que o relé opere em ciclos rápidos.

Do mesmo modo, existe um tempo determinado para o desaparecimento do campo magnético na bobina a partir do instante em que a corrente é interrompida. As linhas de forças do campo magnético se contraem em velocidade limitada pela indutância da bobina, e isso influi diretamente no tempo em que os contatos demoram para abrir. (figura 15)



Os fabricantes especificam também o tempo de abertura do relé em milisegundos.

Uma outra especificação importante em certas aplicações é o tempo que o relé demora para fechar seus contatos. Existe então um intervalo de tempo mínimo indicado pelo fabricante que decorre entre a aplicação da tensão na bobina e o pleno fechamento dos contatos. Este valor varia de tipo para tipo e é dado tipicamente em milisegundos (ms).Veja então que os dois tempos devem ser levados em conta quando se deseja que o relé opere em ciclos rápidos.

Estes tempos determinam a máxima freqüência que o relé pode responder. É claro que não se recomenda a utilização deste tipo de componente em aplicações que exijam a repetição de muitos ciclos de operação rapidamente, pois existe uma limitação para a vida útil dos contatos. Esta vida útil é indicada em termos de quantidade de operações, ficando tipicamente entre 250 mil e 30 milhões, conforme a corrente controlada. Finalmente devemos levar em conta a resistência dos contatos que pode ser expressa de diversas formas.Uma das maneiras consiste em se indicar a resistência de contato inicial, que é a resistência de um contato que ainda não comutou carga e, portanto, ainda não sofreu desgaste pelo faiscamento. Esta resistência é expressa em milésimos de ohm (mohms) situando-se tipicamente entre 10 e 100.Além destas especificações todas existem outras que eventualmente podem ser necessárias nas aplicações mais críticas. Dentre elas podemos citar o isolamento entre a bobina e os contatos, a capacitância entre os contatos quando eles estão abertos, já que nestas condições podemos considerá-los como as placas de um capacitor.Temos ainda o peso do componente, a vibração, a rigidez dielétrica entre bobina e contatos e entre os contatos etc.


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