Protetor Contra Transientes (ART2215)

Computadores, equipamentos de FAX, equipamentos digitais em geral, rádio relógios, e muitos outros são extremamente sensíveis à presença de transientes em sua linha de alimentação ou dados. Durante uma tempestade descargas elétricas mesmo a alguma distância podem ser suficientes para causar sérios danos a este equipamento. Veja neste artigo como protegê-los.

Uma descarga elétrica durante uma tempestade pode produzir picos de curta duração de milhares de volts que chegando a equipamentos sensíveis pela rede elétrica ou pela linha telefônica, podem causar danos imediatos.

Mas não e só desta forma que perigosos transientes chegam até nossos aparelhos.

O desligamento momentâneo de fortes cargas indutivas como, por exemplo, motores e solenoides podem produzir num raio menor, picos de tensão que ultrapassam os 2000 volts e que facilmente causam danos a um equipamento eletrônico mais sensível.

Os circuitos integrados existentes em microcomputadores, e outros equipamentos são os componentes mais sensíveis e como são dedicados também são as peças mais caras e eventualmente mais difíceis de encontrar em caso de necessidade de reparação.

Quantos rádios relógios ou telefones sofisticados não se encontram hoje fora de uso por terem sofrido danos durante uma tempestade que causou a queima de um integrado que não se encontra facilmente no comércio?

Para o caso de equipamentos profissionais de custo mais elevado a preocupação com a proteção contra transientes não é apenas motivo de conforto, mas sim de interesse comercial.

O custo de reparação de tais aparelhos é elevadíssimo e não precisamos dizer que é muito melhor prevenir do que remediar.

Hoje em dia, a solução para se evitar que transientes de altas tensões cheguem aos equipamentos mais sensíveis é relativamente barata graças a disponibilidade de um componente de baixo custo que praticamente faz sozinho esta tarefa de absorver picos de alta tensão.

Temos então a disposição diversos modelos de protetores como os mostrados na figura 1.

 

Figura 1 – Os varistores
Figura 1 – Os varistores

 

Estes dispositivos possuem em seu interior como base de seu funcionamento os Varistores de óxido de zinco cuja estrutura e símbolo são mostrados na mesma figura 1.

Os pequenos grãos de óxido de zinco permanecem em contato crítico neste tipo de componente de modo que, com uma baixa tensão aplicada entre os eletrodos a corrente não pode circular.

No entanto, se a tensão superar um determinado valor que é o valor nominal do componente, o contato crítico se estabelece e a corrente pode circular.

Isso significa que o componente deixa de se apresentar uma alta resistência para se comportar como uma baixa resistência.

Na figura 2 temos a curva característica deste componente.

 

   Figura 2 – Característica do varistor
Figura 2 – Característica do varistor

 

Se ligarmos em paralelo com a rede de alimentação de 110 V um destes componentes, que tenha uma tensão nominal maior que o valor de pico da rede, ele se comporta praticamente como um circuito aberto, não deixando de passar corrente alguma e não influindo no funcionamento do circuito alimentado por esta rede.

No entanto se aparecer na rede um pico de tensão mais alta do que a correspondente ao seu valor nominal, ele por um instante se torna condutor, curto-circuitando este pico que não chegará ao circuito alimentado.

Evidentemente, o varistor deve ser suficientemente robusto para absorver a energia envolvida neste pulso, já que seia converte em calor.

Varistores comuns podem proteger equipamentos contra pulsos de tensões de milhares de volts desde que sua duração não exceda um certo tempo.

Pelo que vimos a utilização de tais protetores é muito simples: o varistor é simplesmente conectado em paralelo com a alimentação.

Existem já no comércio equipamentos de proteção que incluem jogos de tomadas de alimentação onde os varistores são conectados.

Estes varistores são devidamente calculados em suas características para proporcionar a melhor proteção aos equipamentos a que se destinam.

Para as linhas telefônicas ocorre o mesmo, bastando que os varistores sejam conectados em paralelo.

Equipamentos que reúnem a função de proteger tanto a linha telefônica como a alimentação são disponíveis no mercado.

Um tipo importante de proteção para linhas telefônicas é obtida por meio de um faiscador.

Basicamente este dispositivo consiste em duas pontas de metal muito próximas, conforme mostra a figura 3.

 

   Figura 3 – Um faiscador
Figura 3 – Um faiscador

 

 

O ar é isolante de modo que nenhuma corrente pode passar entre as pontas.

No entanto, quando é acionada uma tensão muito alta entre estas pontas, a rigidez dielétrica do ar é rompida e uma faísca salta entre as pontas. pois o ar se torna condutor.

Esta descarga permite então que o pulso de alta tensão seja desviado do circuito e sua energia absorvida.

A rigidez dielétrica do ar consiste em condições normais de temperatura e pressão (além da umidade) é de 10 kV por mm. Isso significa que se as pontas estiverem separadas de meio milímetro a faísca saltará com 500 volts.

Existem dispositivos como o da figura 4 em que entre as pontas existe um gás que melhora as características de proteção.

 

   Figura 4 – um dispositivo de proteção à gás
Figura 4 – um dispositivo de proteção à gás

 

Estes dispositivos são usados na proteção de linhas telefônicas, com grande eficiência.

 

CONCLUSÃO

O investimento (pequeno) num sistema de proteção contra transientes pode ser, retribuído no primeiro caso de problema a ser evitado por causa de transientes. Se o leitor tem computadores, fax ou outros aparelhos que já sofreram danos com faíscas ou transientes provocados por aparelhos alimentados pela mesma linha sabe que o custo de reparação pode ser muito maior do que o correspondente a compra e instalação de um sistema de proteção.

 

 


Opinião

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