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Tudo Sobre Relés (livro completo) - - parte 5

5. COMO USAR UM RELÉ
Alguns pequenos cuidados no projeto de circuitos com relês podem ser importantes, tanto no sentido de se obter maior durabilidade para o componente, como de proteger os próprios componentes do circuito de acionamento. Analisemos os principais casos:


5.1 Proteção do circuito de acionamento
No momento em que um relé é desenergizado, as linhas de força do campo magnético da bobina, que se encontram em seu estado de expansão máxima, começam a se contrair. Nesta contração, as espiras da bobina do próprio relé são cortadas, havendo então a indução de uma tensão. Esta tensão tem polaridade oposta àquela que criou o campo e pode atingir valores muito altos.
O valor desta tensão depende da velocidade de contração do campo (di/dt) e da indutância da bobina (L). Se o componente que faz o acionamento do relé não estiver dimensionado para suportar esta tensão, se não houver uma proteção adequada, sua queima será inevitável. (figura 16)



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.

Diversas são as técnicas empregadas para eliminar este problema, sendo a mais conhecida a que faz uso de um diodo, conforme mostra a figura 17.




O que ocorre neste caso é que o diodo está polarizado inversamente em relação a tensão que dispara o relé. Assim, quando ocorre a indução de uma alta tensão nos extremos da bobina no momento da interrupção da corrente, o diodo polarizado no sentido direto passa a ter uma baixa resistência absorvendo assim a energia que, de outra forma, poderia afetar o componente de disparo.
Outra técnica, menos comum dado o custo do componente, é a que faz uso de um varistor ligado em paralelo com a bobina do relé, conforme mostra a figura 18.

O varistor ou VDR é um componente, normalmente de óxido de zinco que apresenta uma característica não linear de corrente versus tensão, conforme mostra a curva da mesma figura. Quando a tensão supera certo valor a resistência do componente cai abruptamente.
Esta propriedade pode ser usada para absorver a corrente no instante em que o relé é desenergizado e que poderia causar problemas aos componentes de disparo.
A tensão do VDR ou Varistor deve ser escolhida de tal modo a ser maior que a tensão de disparo do relé, porém menor que a tensão máxima suportada pelo elemento usado no disparo.
A utilização de um capacitor + resistor em paralelo com a bobina é também um meio de proteção, mas que nem sempre é recomendado, dada a velocidade com que ocorre a comutação.


5.2 Proteção dos contatos
Além da observação das limitações de corrente e tensão que devem aparecer nos contatos de um relé, existem alguns cuidados adicionais que podem prolongar sua vida e, com isso, a vida do próprio relé.
Na comutação de cargas indutivas é conveniente agregar-se ao circuito elementos de proteção contra faiscamento.
Na figura 19 temos um diodo usado em paralelo com a carga indutiva de modo que seja evitado o aparecimento de altas tensões nos contatos na sua abertura.




Estas elevadas tensões poderiam causar faiscamento excessivo e com isso a queima dos contatos.
Outro recurso consiste no emprego do varistor e até mesmo de capacitores e resistores.
Os capacitores e resistores são indicados para os circuitos de corrente alternada, onde o diodo não pode ser empregado.
Na tabela abaixo temos algumas sugestões de circuitos para proteção dos contatos em cargas com tensões alternadas ou contínuas.

 

CIRCUITO APLICAÇÃO
CA       CC
TIPO DE CARGA OBSERVAÇÕES











Circuito RC

 

*

 

SIM
Se a carga for um relé ou solenóide o tempo de abertura aumenta.
Mais eficaz quando conectado entre ambos os contatos e a tensão da fonte for 24V ou 48V e a tensão da carga de 100 a 200V.

* Se este circuito for usado em tensão CA certifique-se que a impedância da carga seja menor que a impedância do circuito RC.
Os valores de R e C podem ser selecionados da seguinte forma:
R- 0,5 a 1W por 1V da tensão de contato.
C- 0,5 a 1mF por 1A da corrente que passa pelo contato.
Os valores acima podem variar dependendo das propriedades da carga e variações das características do relé.
O capacitor deve ter tensão de ruptura de 200V a 300V.
Para circuitos em CA os capacitores devem ser não-polarizados.

 

SIM

 

SIM

Diodo

 

NÃO

 

SIM
O diodo conectado em paralelo com a carga faz com que a energia acumulada na bobina flua em forma de corrente e a dissipe em forma de calor devido a resistência da carga indutiva.
Este circuito aumenta o tempo de desoperação se comparado com o RC.
Use um diodo com tensão reversa mínima de 10 vezes a tensão do circuito e com corrente direta maior que a corrente da carga. Em circuitos eletrônicos quando a tensão não é muito alta a tensão reversa do diodo pode ser de 2 a 3 vezes a tensão de alimentação.

Diodo e Diodo Zener

NÃO SIM É eficaz quando o tempo de não condução do diodo é muito longo. Use um diodo zener com tensão similar a da tensão da fonte.

Varistor

SIM SIM Usando a característica de tensão estável do componente, este circuito previne picos de tensão vindos da comutação dos contatos. Este circuito também aumenta o tempo de desoperação dos contatos. Mais eficaz quando conectado em ambos contatos e a tensão da fonte for 24V ou 48V e a tensão da carga de 100 a 200V.  

 

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