Um dispositivo de grande utilidade na bancada de que projeta, monta ou testa equipamentos eletrônicos é o Variac. Na versão comum ele se baseia unicamente num tansformador especial, mas podemos montar uma versão eletrônica com um transformador comum. É justamente a montagem desse dispositivo que vamos descrever neste artigo.
Um Variac nada mais é do que um transformador dotado de um secundário variável, conforme mostra a figura 1.
Quando ligamos o primário deste transformador numa tomada da rede de energia, podemos ajustar o cursor que seleciona a tomada do secundário de modo a obter qualquer tensão. Essa tensão pode ser usada para alimentar os equipamentos que estão em teste, desenvolvimento ou ainda precisam ser alimentados com uma tensão variável.
Os Variacs são transformadores bastante robustos podendo alimentar equipamentos com centenas de watts de consumo e normalmente são enrolados em núcleos toroidais, conforme mostra a figura 2, em que temos um Variac típico.
No entanto os Variacs comuns são componentes caros e por isso, nem sempre acessíveis ao experimentados comum.
Podemos entretanto montar um Variac baseados num transformador comum e num circuito que permite controlar eletronicamente a tensão induzida no secundário. Isso pode ser feito com um dimmer usando um triac.
Como Funciona
Na figura 3 temos o diagrama de blocos de nosso Variac.
O enrolamento primário de um transformador comum com relação de espiras de 1:1 ou 1:2 ou ainda 2:1 usado na rede de energia e que pode ser adquirido com facilidade em casas especializadas, tem a sua tensão de primário controlada por um dimmer.
Ajustando o dimmer, mesmo que a forma de onda aplicada ao transformador não seja perfeitamente senoidal, conforme mostra a figura 4 obtemos tensões de secundário que podem variar de 0 até aproximadamente 100 % da tensão máxima.
Material Usado
Temos diversas possibilidades para a montagem deste Variac com base em material que já pode ser adquirido pronto nas casas especializadas.
Dimmer:
Existem dimmers de 400 a 600 W de baixo custo como o mostrado na figura 4 que podem ser encontrados prontos e que podem ser usados no Variac. Bastará ligá-los em série com o transformador.
Transformador:
Nas casas de material elétrico é possível encontrar transformadores que convertem 220 V em 110 V ou ainda 110 V em 220 V, conforme mostra a figura 5.
Podemos usar um desses transformadores, com potência entre 100 e 400 W para a montagem do Variac apenas lembrando que ele não pode ter potência maior do que a especificada para o dimmer usado.
Assim, para um transformador de 110 para 220 V, é preciso lembrar que o Variac vai fornecer saídas de 0 a 220 V quando ligado na rede de 110 V e que para um transformador de 220 V, devemos ligá-lo numa tomada de 220 V e que ele vai fornecer saídas de 0 a 110 V.
Uma possibilidade um pouco mais difícil, consiste em se usar um transformador de 1:1 ou seja, que entra 110 V e sai 110 V ou ainda que entra 220 V e sai 220 V, havendo apenas isolamento. Trata-se de um “transformador de isolamento”.
Montagem do Dimmer
Para o dimmer existe ainda a possibilidade de se fazer a montagem do circuito mostrado na figura 6.
A placa de circuito impresso para este dimmer é mostrada na figura 7.
O TRIAC deve ter sufixo B se a rede for de 110 V e sufixo D se a rede for de 220 V. Este componente deve ser montado num bom radiador de calor.
Como o circuito não é isolado da rede de energia todo o cuidado deve ser tomado para que nenhuma parte viva fique exposta.
Um fusível na entrada é importante para a proteção do dispositivo e da própria rede de energia.
Montagem do Variac
Na figura 8 temos o modo como adaptamos um dimmer comum a um transformador de 110 x 220 V comum.
Depois de tirar os parafusos que prendem as chapas do núcleo e a proteção do enrolamento temos acesso aos fios de ligação aos enrolamentos.
Interrompemos um dos fios do enrolamento de entrada (primário) e ligamos em série os fios do dimmer, isolando-os depois com bastante fita isolante.
Depois, é só fechar o conjunto apertando bem os fios para que as chapas do transformador não vibrem produzindo ruído desagradável.
Para completar a montagem pode-se usar epoxi para prender o dimmer sobre o transformador.
Como esses transformadores trabalham quentes, será interessante ajudar a aliviar o calor gerado, fixando um dissipador de calor nas chapas, conforme mostra a figura 9.
Cola epóxi é boa para se fixar um radiador de calor.
Prova e Uso
Para testar o Variac basta ligar uma carga de acordo com a tensão que ele produz, conforme mostra a figura 10.
Ajustando-se o potenciômetro do dimmer é possível controlar o brilho da lâmpada ou a potência aplicada à carga.
Como o Variac não produz um sinal perfeitamente senoidal principalmente nas potência mais baixas não se recomenda usá-la na alimentação de aparelhos eletrônicos como televisores, aparelhos de som, etc.
Uma aplicação interessante para este Variac é no controle de velocidade de ventiladores. Muitos ventiladores comuns têm o controle de velocidade feito aos “saltos”. Assim, é comum que a velocidade mais baixa seja silenciosa mas não eficiente, e a segunda velocidade esfrie demais e seja barulhenta. Seria interessante ter uma velocidade intermediária.
Ligando o ventilador ao Variac isso é possível. Experimente.
LISTA DE MATERIAL
Dimmer – Dimmer com TRIAC
T1 – Transformador de isolamento ou de 110/220 V – 220V/110 V – ver texto
F1 – Fusível de 5 A
X1 - Tomada
Diversos:
Suporte de fusível, fios, solda, etc.