OS RELÊS

Bem, muitos técnicos em eletrônica e eletrotécnica e principalmente aqueles que trabalham com nobreaks e estabilizadores que os  manuseia com  frequencia,  mas não sabem como funcionam.
Assim, resolvi tentar dismistificar um pouco esse fabuloso componente que através de pequenas tensões ou pulso, podem acionar dispositivos de grandes tensões.
Um relé (do francês relais), ou, menos frequentemente, relê  (por influência do inglês relay, embora esta forma ainda não esteja dicionarizada) é um interruptor eletromecânico. A movimentação física deste interruptor ocorre quando a corrente elétrica percorre as espiras da bobina do relé, criando assim um campo magnético que por sua vez atrai a alavanca responsável pela mudança do estado dos contatos.

O relé é um dispositivo eletromecânico, com inúmeras aplicações possíveis em comutação de contatos elétricos, servindo para ligar ou desligar dispositivos. É normal o relé estar ligado a dois circuitos elétricos. No caso do relé eletromecânico, a comutação é realizada alimentando-se a bobina do mesmo. Quando uma corrente originada no primeiro circuito passa pela bobina, um campo eletromagnético é gerado, acionando o relé e possibilitando o funcionamento do segundo circuito. Sendo assim, uma das aplicações do relé é usar baixas tensões e correntes para o comando no primeiro circuito, protegendo o operador das possíveis altas tensões e correntes que irão circular no segundo circuito (contatos).
  
Composição de Um Relê Mecânico

Componentes de um relé eletromecânico

As partes que compõem um relé eletromecânico são:

• eletroímã (bobina) - constituído por fio de cobre em torno de um núcleo de ferro maciço que fornece um caminho de baixa relutância para o fluxo magnético;
• Armadura de ferro móvel;
• Conjuntos de contatos;
• Mola de rearme;
• Terminais - estes podem variar dependendo da aplicação:
  
  • Terminais tipo Faston;
  • Terminais para conexão em Bases (Sockets);
  • Terminais para conexão em PCIs (Placas de circuito impresso);
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Nota: Atualmente existem diversas empresas que utilizam relés desenvolvidos para aplicação em PCIs (eletrônica convencional) em ambientes industriais, adaptando esta aplicação através de bases/soquetes. Porém é importante notar que quando aplicado em um ambiente industrial, onde se exige uma fácil reposição e manutenção, estes tipos de terminais facilmente danificam-se e podem causar problemas de mau contato e diversos outros tipos de falhas nas reposições futuras. Para aplicações industriais, seja qual for a sua natureza, é indicada a aplicação de relés com terminais tipo Faston em conjunto com suas bases por serem projetados para resistir a este tipo de operação e ambiente.

Princípio de funcionamento

Processo de Produção

A bobina de um relé é constituída por um fio em torno de um núcleo de aço maciço. Então temos no relé uma bobina, um núcleo de aço que fornece um caminho de baixa relutância para o fluxo magnético, uma armadura de aço móvel e um conjunto, ou conjuntos, de contatos presos a molas. Enquanto a bobina se mantém desenergizada, a força das molas mantém os contatos em estado de repouso de modo a existir uma lacuna de ar no circuito magnético. O estado de repouso pode ser normalmente fechado (NF) ou normalmente aberto (NA), a depender da função do relé no circuito. Quando a bobina recebe a corrente elétrica, a armadura movimenta-se em direção ao núcleo, atraída pelo campo magnético gerado, movimentando mecanicamente o contato ou contatos ligados a esta armadura. No instante em que a força magnética gerada pela circulação de corrente na bobina se torna maior que a força das molas, o contato é atraído fisicamente, sai do estado de repouso e muda a condição do circuito para aberto (se for normalmente fechado) ou fechado (se for normalmente aberto). Quando a circulação de corrente através da bobina cessa, a bobina é desenergizada e o contato volta ao estado de repouso por força da mola.

Se a configuração do contato de um relé é NF (normalmente fechado, ou NC na sigla em inglês) o circuito está fechado enquanto o relé encontra-se desenergizado. Então quando energizado, a conexão física entre contato fixo e móvel se abre e interrompe a passagem de corrente elétrica. O inverso ocorre quando a configuração do contato do relé é NA (normalmente aberto, ou NO em inglês).
Em alguns casos, os relés podem ter mais de um contato formando um conjunto de contatos que atuam simultaneamente com a força magnética, dependendo da função do relé. Há casos também, comuns nas partidas de motores industriais, em que a força da mola, necessária para fazer o contato retornar ao estado de repouso, é substituída pela força da gravidade.

Os relés, exemplificados na imagem utilizada no tópico Componentes de um relé, também têm um fio de ligação da armadura ao terminal, o que garante a continuidade do circuito entre os contatos que se deslocam sobre a armadura e a pista de circuito na Placa de Circuito Impresso (PCB), através do terminal, que é soldada ao PCB. Quando uma corrente elétrica passa através da bobina, o campo magnético resultante atrai a armadura e consequentemente movimenta o contato móvel, fazendo ou quebrando a conexão com um contato fixo. Se o conjunto de contatos for fechado quando o relé foi desenergizado, então o movimento abre os contatos e quebra a conexão, e vice-versa, se os contatos foram abertos. Quando a corrente na bobina é desligada, a armadura é devolvida por uma força tão forte quanto a força magnética, à sua posição relaxada.

A maioria dos relés são fabricados para funcionar rapidamente. Em uma aplicação de baixa tensão, isto ocorre para reduzir o ruído. Em uma aplicação de alta tensão ou corrente elevada, isto ocorre para reduzir a formação de arco. Se a bobina é energizada em tensão DC (corrente contínua), um diodo é frequentemente instalado na bobina, para dissipar a energia do campo magnético em colapso na desativação, o que de outra forma poderia gerar um pico de tensão perigosa para os componentes do circuito. Alguns relés automotivos já incluem o diodo dentro da caixa de relé. Alternativamente, uma rede de proteção de contato, consistituída por um capacitor e resistor em série, pode absorver também este pico se a bobina for projetada para ser energizada em AC (corrente alternada).

Relés automotivos

São muitos os modelos existentes no mercado hoje, eles são especiais porque seu desenho e tecnologia são específicos para carros de passeio, carga e embarcações. Normalmente são relés de corrente alta, nas tensões de 12V e 24V, alguns com proteções em suas bobinas utilizando diodos e resistores. São muitos os modelos com fixações laterais ou de topo, são relés para controlo de faróis, limpadores de para-brisas, lanternas, moto-ventiladores, iluminação, alarmes, motor de partida e outros.

 JOSÉ JOAQUIM SANTOS SILVA

jjsound45@gmail.com
jjsound51@r7.com

OS VARISTORES

Um varistor ou VDR ( do inglês Voltage Dependent Resistor) é um componente eletrônico cujo valor de resistência elétrica é uma função inversa da tensão aplicada nos seus terminais. Isto é, a medida que a diferença de potencial sobre o varístor aumenta, sua resistência diminui.

Os VDRs são geralmente utilizados como elemento de proteção contra transientes de tensão em circuitos, tal como em filtros de linha. Montados em paralelo com o circuito que se deseja proteger, impedem que surtos de pequena duração os atinjam, por apresentarem uma característica de "limitador de tensão". No caso de picos de tensão de maior duração, a alta corrente que circula pelo componente faz com que o dispositivo de proteção, disjuntor ou fusível, desarme, desconectando o circuito da fonte de alimentação. O VDR protege o equipamento a jusante desviando a sobretensão, ou sobrecorrente, para o terra, pois comporta-se como um curto-circuito submetido a altas tensões.

Aplicações

Umas das aplicações mais encontradas atualmente é a utilização dos varistores em equipamentos de proteção indireta contra surtos (picos) de tensão da rede elétrica. Um exemplo desses equipamentos é o filtro de linha, que quando é autêntico possui varistores com o objetivo de "ceifar" a sobretensão que chega da rede.

Esse "ceifamento" se deve a característica do varistor de diminuir a sua própria resistência interna com o aumento da tensão aplicada aos seus terminais. Assim o varistor tem um certo potencial de condutividade, ou seja, é capaz de deixar passar tensões de até um certo limite (300 Volts por exemplo). A tensão excedente do "ceifamento" é convertida em energia térmica.

O varistor possui também um limite de conversão de energia elétrica em térmica, normalmente medido em Watts (W). Uma vez excedido esse limite, ou seja, por algum motivo a sobretensão exceda um certo valor causando uma diminuição da resistência e corrente, o que, consequentemente causará a queima do varistor.
Para evitar a queima do varistor por exposição a uma sobretensão acima do tempo suportável, são utilizados fusíveis de proteção, os quais interrompem o circuito (queimam) antes que ocorram danos àquele componente.

Observações e cuidados na aplicação dos varistores

Em dispositivos de proteção contra surtos, apenas a presença de varistores (MOV-) não é suficiente para uma completa proteção contra os distúrbios no fornecimento de energia elétrica, tais como picos de corrente.

O Varistor, e outros tipos de supressores, não provêem proteção para os equipamentos quando as sobretensões são mantidas por um período longo. A energia térmica convertida pode não ser satisfatoriamente esgotada do equipamento ou grande demais até para o próprio varistor. Nesses casos há risco de início de fogo e/ou queima do componente. Bons protetores ou filtros de linha possuem componentes que medem o calor emitido pelo varistor e cortam a energia, para prevenir sobreaquecimento.

Os filtros de linha nacionais (brasileiros), em geral, ainda não possuem proteção térmica, o que os limita a varistores de pequena capacidade, por questões de segurança. Filtros importados possuem tanto proteção térmica quanto varistores de maior capacidade, os quais suportam maior fluxo de energia.

JOSÉ JOAQUIM SANTOS SILVA

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