Reparação para iniciantes - Carregadores de baterias (SER727)

Baterias de carro, moto, equipamentos fotográficos, videocassete e outros, são recarregadas por circuitos eletrônicos simples. Como reparar tais circuitos ou mesmo verificar o estado de baterias é uma atividade importante para o técnico reparador que, no entanto, precisa ter domínio das técnicas envolvidas. Na nossa seção de reparação para iniciantes deste mês falamos um pouco deste tipo de reparação.

Nota: Este artigo é de 1991.

 

Pilhas comuns não podem ser recarregadas. No entanto existe acumuladores ou baterias de Níquel-Cádmio que podem ser recarregados e que são fabricados nos mesmos formatos de pilhas e baterias comuns. Estas pilhas e baterias são identificadas pela palavra Recarregável ou ainda Rechargeable (em inglês), conforme a figura 1.

 

Uma pilha recarregável.
Uma pilha recarregável.

 

 

Também são recarregáveis as baterias para videocassetes, equipamentos fotográficos, automóveis e motos que possuem formatos próprios que dependem da aplicação e é mostrada na figura 2.

 

Outros tipos de baterias recarregáveis.
Outros tipos de baterias recarregáveis.

 

 

Em todos estes tipos de bateria ou pilhas a recarga é feita com a circulação de uma correte elétrica de determinada intensidade (especificada pelo fabricante) no sentido inverso ao que seria normal quando a pilha ou bateria está em funcionamento.

Conforme mostra a figura 3, tudo o que se faz para a recarga é ligar a bateria a uma fonte de alimentação de modo que os polos coincidam, ou seja, positivo com positivo e negativo com negativo. A tensão da fonte deve ser maior do que a da bateria em recarga de modo que a corrente flua da fonte para a bateria.

É claro que na prática não basta a simples ligação direta de uma fonte a uma pilha ou bateria para se obter a recarga.

A corrente que passa pelo acumulador, pilha ou bateria em recarga deve ter uma intensidade determinada pelo seu tipo e que é dada pelo fabricante. Esta intensidade não pode superar determinados valores sob pena de haver dano permanente para a pilha ou bateria.

O que ocorre é que, com uma corrente mais intensa que o máximo permitido os eletrodos podem sofrer deformações devido ao aquecimento ou mesmo pode haver a formação excessiva de gases internos. No primeiro caso a deformação faz com que os eletrodos internos encostem um no outro com a produção de um curto-circuito que inutiliza a bateria ou pilha. No outro caso podemos ter até a explosão, do componente com efeitos muito mais violentos.

 

 

Princípios de carga de pilhas e baterias:
Princípios de carga de pilhas e baterias:

 

 

A intensidade da corrente para a carga é normalmente indicada no próprio invólucro da pilha ou bateria. Para tipos de Nicádmio temos a seguinte tabela:

 

Pilha AA 15 horas sob mA
Bateria de 9 V 16 horas sob 16 mA
Pilha Grande 16 horas sob 100 mA

 

Baterias maiores como as de flash fotográficos são carregadas com correntes entre 100 e 200 mA enquanto baterias de carro são carregadas com corrente de 1 a 3 ampères (carga lenta).

O teste de carga deve ser feito medindo-se a tensão na bateria ou pilha com uma carga que drene uma corrente da ordem daquela que o componente deve fornecer quando em funcionamento.

Assim, para uma pilha pequena devemos medir a tensão conforme mostra a figura 4. Lembramos que as pilhas de Nicádmio fornecem tensão de 1,2 Volts em lugar de 1,5 V devendo ser este o valor medindo na condição de boa.

 

Teste de pilha de Nicad sob carga.
Teste de pilha de Nicad sob carga.

 

 

OS CARREGADORES

Existem diversos tipos de carregadores para pilhas e baterias, normalmente constando de um retificador, um limitador de corrente e eventualmente de um filtro.

O tipo mais simples, usado para a carga de baterias de carro é o mostrado na figura 5, em que temos urna lâmpada como limitador de corrente e um diodo para a retificação.

 

Carregador simples de bateria.
Carregador simples de bateria.

 

 

Uma lâmpada de 100 watts limita em aproximadamente 500 mA a corrente de carga já que o diodo deixa passar apenas metade dos semiciclos.

Este aparelho, se bem que não muito recomendável, pois gasta muito mais energia do que repõe, numa bateria é indicado para situações de emergência, quando algum carro fica sem partida. A carga, no entanto, é lenta podendo ser acelerada com o uso de uma lâmpada de, 150 watts em lugar de uma de 100 watts.

Este circuito pode ser usado para carregar pilhas de Nicádmio de 1,5V tipo AA (pequena) com uma lâmpada de 5 watts e do tipo grande com uma lâmpada de 15 watts.

Um tipo de carregador muito mais interessante é o que faz uso de um transformador. Não usando um dispositivo que absorva grande potência, como uma lâmpada o aparelho consome apenas um pouco mais do que repõe na bateria ou pilha.

Veja que no caso da lâmpada diretamente ligada à rede não é importante que tenhamos na saída a tensão de recarga da pilha ou bateria, mas sim uma tensão maior, ocorrendo o mesmo em relação ao circuito da figura 6.

 

Carregador com transformador
Carregador com transformador

 

 

Neste circuito o que temos é uma fonte de corrente contínua que deve fornecer pelo menos uns 5 ou 6 Volts acima da tensão das pilhas ou bateria que deve ser recarregada e um resistor para limitar a corrente.

O valor do resistor depende de quanto a mais a fonte fornece em relação ao que a bateria apresenta quando carregada.

É interessante que a tensão da fonte não seja muito próxima da que a bateria carregada apresenta pois, se isso ocorrer quando colocarmos a bateria completamente descarregada teremos uma corrente muito maior do que a que o fabricante considera ideal para a carga, conforme mostra o gráfico da figura 7.

Assim, se a fonte fornecer apenas 9V e colocarmos urna bateria descarregada (0 Volt) com um resistor limitador de 100 ohms, teremos uma corrente inicial de 90 mA e final de 30 mA.

Já, se a tensão da fonte for de 15 Volts, para a mesma bateria usando um resistor de 300 ohms, teremos uma corrente inicial de 50 ohms e final de 30 mA. Observe que no segundo caso a variação é bem menor!

 

 

Influência da tensão nas correntes iniciais de carga.
Influência da tensão nas correntes iniciais de carga.

 

 

Como o tempo em que temos a corrente maior normalmente é curto, pois logo a bateria já passa a manifestar a tensão nominal entre seus terminais, um excesso inicial normalmente não é perigoso.

Fontes elaboradas usam reguladores de corrente, como a da figura 8.

Nesta fonte o circuito integrado "percebe" a tensão na bateria e em sua função dosa a tensão da fonte para que a corrente se mantenha sempre no mesmo valor. Assim, independentemente do estado da bateria, o regulador mantém estável a corrente selecionada para a carga.

 

Carregador com corrente constante.
Carregador com corrente constante.

 

 

COMO REPARAR

O diagnóstico de carregadores de bateria com problemas pode ser feito facilmente com o multímetro inicialmente na escala de tensões.

No tipo de alimentação direta a partir da rede (diodo e lâmpada) devemos ter uma tensão contínua na saída da mesma ordem que a da rede de alimentação, conforme mostra a figura 9.

 

Diagnosticando um carregador.
Diagnosticando um carregador.

 

 

Uma tensão anormalmente baixa indica que o diodo está aberto. O diodo em curto vai fazer com que tenhamos corrente alternada na saída e num multímetro na escala de contínuas para esta medida a tensão verificada será de zero volt. Assim, medindo zero volt, passe o multímetro para a escala de tensões alternadas altas para ver se o problema não é do diodo em curto. A lâmpada queimada evidentemente também resultará numa indicação de zero volt. Se o aparelho tiver fusível em série, a abertura do fusível também resultará na medida de zero volt.

Uma prova simples para estes carregadores consiste em simplesmente curto-circuitarmos sua saída, conforme mostra a figura 10.

 

Prova dinâmica
Prova dinâmica

 

 

A lâmpada deve acender com metade do brilho normal num aparelho bom.

Se acender a pleno brilho então o diodo está em curto. Se não acender, o fusível ou o diodo estão abertos.

Para os tipos com transformador, também devemos medir a tensão de saída. Na figura 11, mostramos como isso é feito. Veja que, sem carga, ou seja, sem bateria para carregar teremos a mesma tensão em qualquer das posições da chave, pois os resistores são selecionados apenas em função da corrente de cada tipo.

Uma tensão anormalmente baixa numa posição indica um resistor aberto, a ausência de tensão indica componentes abertos, como por exemplo: o transformador ou o diodo.

 

Medida de tensão num carregador
Medida de tensão num carregador

 

 

Para um teste melhor ligue como carga um resistor que "puxe" urna corrente equivalente a da menor pilha ou bateria carregada. Para pilhas do tipo AA, por exemplo, ligue um resistor de 100 ohms x 1W.

Neste caso já teremos tensões diferentes nas diversas posições da chave e estas tensões devem aumentar ligeiramente quando passamos para posições de pilhas maiores. Em caso de dúvida meça as resistências de cada resistor com o multímetro. O transformador deve apresentar continuidade nos dois enrolamentos e isso pode ser verificado com o multímetro numa escala baixa de resistências, com a fonte desligada, conforme mostra a figura 12.

 

Teste de continuidade do transformador.
Teste de continuidade do transformador.

 

 

Uma resistência alta indica que um enrolamento do transformador está interrompido ou aberto. A troca do componente é a solução. A medida da tensão alternada do secundário também pode revelar problemas com o transformador. Na figura 13, damos o modo de se fazer esta medida usando o multímetro.

 

Teste de funcionamento do transformador.
Teste de funcionamento do transformador.

 

 

Veja que a tensão de secundário do transformador deve ser maior que a da bateria em carga. É importante observar que no caso de pilhas comuns, diversas são ligadas ao mesmo tempo para a carga de modo que a tensão estabelecida pelo carregador deve ser maior do que a tensão do conjunto, ou seja, a soma das pilhas ligadas.

Para o caso de circuito que tenham um regulador de corrente com circuito integrado, a tensão medida em aberto deve ser da mesma ordem que a tensão antes do regulador, conforme mostra a figura 14.

 

 

Medida de tensão num regulador de corrente.
Medida de tensão num regulador de corrente.

 

 

No entanto, com a ligação de uma carga, por exemplo: uma lâmpada, ou mesmo um resistor de baixo valor devemos ter sobre o componente uma tensão tal que dividida pela resistência resulte na corrente especificada. Alterações de valor podem indicar que o resistor ou o próprio integrado apresenta problemas.

 

CONCLUSÃO

Um carregador de baterias nada mais é do que uma fonte de alimentação com características especiais. Um multímetro e um pouco de conhecimento dos princípios envolvidos podem ajudar o leitor a encontrar problemas com facilidade. Lembre-se apenas que na saída devemos ter uma corrente de certa intensidade que deve ser estabelecida através do acumulador, bateria ou pilhas em carga.

 

 


Opinião

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