Uma maneira de se obter uma corrente constante numa carga é ligando em série um elemento que possa ter sua resistência variada de modo a deixar passar mais ou menos corrente em função das necessidades desta carga.
Este elemento forma com a carga um divisor de tensão que mantém constante a soma da sua resistência (que varia) com a resistência da carga (que também varia).
Uma configuração usando um transistor é mostrada na figura 1.
Nesta configuração o diodo zener fixa justamente com o ajuste do potenciômetro P1 e o resistor a intensidade da corrente que deve ser mantida no circuito de carga.
Quando a resistência da carga varia a tensão sobre o transistor se altera e isso é compensado pela ação do zener de modo a manter a intensidade constante.
A intensidade da corrente na carga é dada pela tensão do zener mais 0,7 V (tensão da junção emissor/base do transistor) dividida pela resistência apresentada por R1 e P1.
Para o transistor indicado podemos controlar correntes de até uns 1,5 A numa carga usando este circuito.
Evidentemente, a tensão de entrada deve ser pelo menos o valor da tensão zener maior que a tensão que deve ser aplicada normalmente na carga.
Configuração com Circuito Integrado
Os reguladores de tensão fixos e ajustáveis de 3 terminais são originalmente projetados para funcionarem como fontes de tensão constante e não como fontes de corrente.
De fato, todos possuem como especificações básicas a faixa de tensões que fornecem em suas saídas.
No entanto, podemos também usar estes reguladores como reguladores de corrente aproveitando a referência interna que possuem, normalmente um diodo zener.
Assim, na figura 2 temos um circuito básico de regulador de corrente ou fonte de corrente constante usando um circuito integrado regulador de tensão de 3 terminais.
Este circuito pode manter uma corrente constante numa carga numa intensidade que será dada por:
I = Vz/R
Onde: I é a intensidade da corrente em amperes
Vz é a tensão zener do dispositivo regulador usado em volts
R é a resistência externa necessária em ohms
Por exemplo, para um 7805 que é mostrado na figura 3, a resistência R para manter a corrente num valor I será dado por:
R = 5/I
Para I = 0,5 A (500 mA) teremos:
R = 5/0,5 = 10 ohms
Veja que a tensão de entrada deve ser pelo menos 7 V maior que a tensão que normalmente vai se desejar na carga nas condições de corrente constante.
Isso ocorre porque precisamos dos 5 V do zener e mais pelo menos 2 V para os circuitos do regulador.
Para termos uma possibilidade melhor re manter a corrente constante teremos de usar um CI que tenha uma referência de tensão interna mais baixa. Uma possibilidade interessante para os projetos é usar o LM150/250/350 de até 3 ampères.
Na figura 4 temos o circuito de aplicação para este regulador variável de tensão que possui um diodo zener de 1,2 V interno.
Para este circuito integrado a resistência R em função da corrente desejada na carga será dada por:
R = 1,2/I
Onde: R é a resistência em ohms
I é a corrente em ampères.
Para 2 ampères, por exemplo teremos:
R = 1,2/2
R = 0,6 ohms
Observe que as correntes neste tipo de circuito são intensas e que isso exige resistores de fio de boa dissipação.
Assim, para o caso de 0,6 ohms, a potência dissipada será dada por:
P = R x I2
P = 0,6 x 2 x 2
P = 2,4 W
Versões de menor corrente como, por exemplo, o LM317 que tem uma versão de apenas 200 mA podem ser usados para fontes de referência menores mas sempre usando a mesma configuração e o mesmo procedimento de cálculo.
Para o caso de desejarmos ajustar a corrente na carga podemos usar o circuito da figura 5 em que temos um trimpot ou potenciômetro de fio para o ajuste da corrente na carga.
Amplificador Operacional
Amplificadores operacionais também podem ser usados em fontes de corrente constante. na figura 6 temos um exemplo de aplicação em que a corrente na carga será dada por:
IL = (Vref)/[R3+(R2.R3/R1)]
A tensão de referência pode vir de um diodo zener e D1 pode ser qualquer diodo de uso geral.
Ver também:
• Fontes de alimentação
• Diodos Zener
