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.