Filtro de linha (ART1032)

Uma grande parte dos equipamentos elétricos e eletrônicos conectados a rede de energia faz uso de tecnologias de comutação de alta velocidade ou mesmo de simples escovas que geram um elevado nível de interferência. Esta interferência se propaga pela rede de energia e pode causar sérios incômodos para usuários de outros aparelhos. Como evitar esta interferência é o que veremos neste artigo em que ensinamos o leitor a montar um filtro de linha.

A energia que recebemos pela rede elétrica não é tão limpa quanto parece, já tivemos oportunidade de analisar este problema em muitos artigos. A forma senoidal da tensão de uma tomada que deveria ser pura está deformada pela presença de harmônicas, surtos e transientes.

Surtos e transientes são pulsos na forma de trens ou individuais que podem atingir em certos momentos milhares de volts. As harmônicas são sinais superpostos à tensão com frequências que podem chegar a centenas de megahertz afetando receptores de rádio, intercomunicadores sem fio, televisores e muitos outros equipamentos que fazem uso de ondas eletromagnéticas.

A maioria dos problemas de uma energia "suja" ocorre é produzida pelos próprios aparelhos que são alimentados pela rede.

Motores elétricos, equipamentos que fazem uso de fontes chaveadas ou ainda controles de potência com SCRs e Triacs geram uma grande quantidade de harmônicas que se propagam pelo própria rede de energia afetando outros equipamentos a ela conectados, conforme mostra a figura 1.

Eletrodoméstico com motor.
Eletrodoméstico com motor.

Estas harmônicas que se propagam pela linha podem ter os seguintes efeitos sobre os equipamentos alimentados:

a) Causam interferências em equipamentos que operam com ondas eletromagnéticas como, por exemplo, receptores de rádio, TV, intercomunicadores sem fio, etc.

b) Podem afetar o próprio funcionamento de equipamentos sensíveis como instrumentos, computadores, etc.

c) Podem afetar o consumo de um equipamento provocando perdas ou ainda sobrecargas e aquecimento excessivo.

Lembramos ainda que as interferências causadas por equipamentos que possuem dispositivos de comutação rápida não se propagam apenas pela rede de energia. Em alguns casos, elas podem ser irradiadas, conforme mostra a figura 2.

A interferência também pode ser irradiada.
A interferência também pode ser irradiada.

Para o caso em que as interferências se propagam pela rede de energia, a solução recomendada é o uso de um filtro que pode ser intercalado entre o equipamento interferente e a rede de energia ou o equipamento interferido e a rede de energia, conforme mostra a figura 3.

O uso do filtro de linha.
O uso do filtro de linha.

NOSSO FILTRO

Se quando alguém usa um barbeador elétrico no banheiro vizinho ou liga um liquidificador ou outro eletrodoméstico a imagem de seu televisor se enche de risquinhos ou mesmo reproduz o ruído do aparelho, conforme mostra a figura 4, é sinal de que você precisa de um filtro de linha.

Imagem afetada por um eletrodoméstico.
Imagem afetada por um eletrodoméstico.

Descrevemos neste artigo um filtro simples que pode ser usado com eletrodomésticos de até 1000 W de consumo tanto na rede de 110 V como 220 V.

Observamos que para o bom funcionamento deste filtro a ligação de um fio terra é importante se bem que nos casos em que a interferência não é tão severa ele pode ainda funcionar razoavelmente sem ela.

Na figura 5 temos o diagrama completo de nosso filtro.

Diagrama completo do filtro.
Diagrama completo do filtro.

A montagem pode ser feita numa pequena caixa de metal como a mostrada na figura 6.

Montagem do filtro.
Montagem do filtro.

Os capacitores devem ser de poliéster com tensão de isolamento de pelo menos 250 V se a rede for de 110 V e 400 V se a rede for de 220 V. Os tipos especialmente indicados como supressores de interferências como os da série 330 da Philips Components são especialmente indicados para esta aplicação.

A ligação à terra deve ser feita com fio grosso para que haja a menor resistência possível para o sinal. Esta ligação será feita numa barra de metal enterrada profundamente no solo como as usadas nos sistemas de aterramento doméstico. Eventualmente pode ser usado o pólo neutro da tomada se houver dificuldades para um aterramento separado.

As bobinas são formadas por 30 a 50 espiras de fio comum 18 ou 20 num bastão de ferrite de 0,8 a 1 cm de diâmetro com comprimento entre 12 e 20 cm.

USANDO O FILTRO

Para usar o filtro basta intercalá-lo entre o aparelho interferido e a tomada ou o aparelho interferente e a tomada. Se a interferência persistir é preciso verificar se ela não está se propagando pelo ar.

Neste caso, o aparelho interferente deve ter sua carcaça aterrada para evitar a irradiação dos sinais.

Capacitores:

C1 a C4 - 47 ou 100 nF x 250 V - capacitores supressores de transientes - ver texto

Diversos:

L1, L2 - Bobinas em bastões de ferrite - ver texto

X1, X2 - Plugue e tomada de acordo com a rede que alimenta o aparelho e o plugue usado no aparelho

T - Conexão de terra to tipo com terminal de parafuso

Caixa para montagem, fios, solda, cabo de alimentação, etc.


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