segunda-feira, 9 de agosto de 2021

PARA INICIANTES - UM POUQUINHO DE ELETRÔNICA/ELETRICIDADE BÁSICA - PARTE 01

 Olá Amigos!

E aqui estou, mais uma vez.

"Quem é vivo, sempre aparece". Desta vez, novamente, uma matéria para quem é mais iniciante, mas, antes de começarmos, um lembrete a todos..

A pandemia, por pior que isso seja, ainda está aí e vamos esperar que não seja por muito mais tempo e que a cada dia, o número de infectados comece a diminuir e por consequência, as mortes por causa da doença comecem também a cair. 
Enquanto isso não acontece, devemos, mais do que nunca, fazermos a nossa parte.
Quem puder, ou sempre que puder:
Fique Em Casa, junto com os seus.Só saia de casa quando for estritamente necessário. 
Use Sempre a Máscara. É incomodo, dá agonia, não podemos respirar normalmente, mas é um jeito eficaz de contribuirmos e diminuirmos a contaminação.
Use-a Máscara corretamente, tapando o nariz, a boca e as laterais do rosto. 
Higienize Suas Mãos Constantemente, lavando-as demoradamente, limpando entre os dedos e dorso da mão e até pelo menos o meio dos braços. 
Use o Álcool Gel
Dê Ajuda a Um Amigoquando, e se  for possível. Ajude alguém sempre que for possível.

Tomando essas precauções, todos teremos mais saúde e um tempo que podemos usar para fazer algo que seja útil, para nós mesmos ou para a comunidade.

Antes de ser um Ferromodelista, eu me formei eu trabalhei, por toda a minha vida profissional, como Técnico em Eletrônica (trabalhando como Técnico em Instrumentação Mecânica, Elétrica e Eletrônica em equipamentos para controle de processos industriais.
Mesmo estando aposentado há mais de 24 anos e em Eletrônica ficar sem se atualizar por um pequeno período pode ser problemático, o que restou de meus conhecimentos antigos, ainda me servem para me ajudar em minhas montagens e projetos no Hobby. 

Eu vejo muitos colegas, muito bem intencionados, falando sobre componentes eletrônicos sem realmente entenderem como esses componentes funcionam, então resolvi postar esse Blog com alguns conhecimentos de Eletrônica/Eletricidade, muito básicos, que todo mundo pode usar e entender como usar, para não errar ao usar esses componentes.

ELETRICIDADE/ELETRÔNICA - A nossa volta, as coisas tentem a estar sempre em equilíbrio, Para que alguma coisa mude no Universo, é preciso que alguma coisa cause um desequilíbrio para que haja uma reação e essa reação volte a equilibrar as coisas. 
Todo mundo escuta dizer que Sir Isaac Newton estava descansando debaixo de uma macieira, quando uma maçã caiu sobre sua cabeça e ele descobriu a Gravidade. 
A versão mais atual dessa estória é que Newton observou uma maçã cair do alto da macieira e perguntou a si mesmo porque aquilo acontecia e depois de pensar muito no assunto, promulgou a Lei da Gravitação Universal, que diz que:
"Massa atrai massa na razão direta de suas massas e na razão inversa ao quadrado da distância entre os dois corpos"
Se tudo continuasse em equilíbrio, com a maçã pendurada em seu galho e mesmo que Newton observasse aquilo por muito tempo, talvez não fosse ele a formular a tal teoria, mas aconteceu de a maçã se desprender do galho e gerar um desequilíbrio nas forças gravitacionais que existem entre a maçã e a Terra e ele pode entender que havia alguma coisa que puxava a maçã para baixo e isso acontecia também em todo o Universo. 
O mesmo acontece com a Eletricidade. Ela está presente em todos os lugares assim como a Gravidade, só que ele não se manifesta sem que haja um desequilíbrio entre as forças que atuam no sistema para que ela seja percebida ou sentida. 
Num dia de sol, céu imensamente azul, nuvens branquinhas aqui e ali e tudo permanece estável e equilibrado, mas basta que o vento aumente de velocidade, grandes massas de umidade comecem a se movimentar pelo céu gerando desequilíbrio em Campos Elétricos entre nuvens e entre as nuvens e a terra que um show de luzes e sons comecem a ocorrer com descargas elétricas imensas, de um lado para outro, que podemos também observar o que Benjamin Frankilin descreveu como sendo a Eletricidade
A Eletricidade nada mais é do que o desequilíbrio de um campo elétrico entre dois pontos, só que esse desequilíbrio, sem controle, gera grandes efeitos, sempre grandiosos, perturbadores e normalmente, destruidores. 
Como controlar isso? Inventando-se os Componentes Elétricos/Eletrônicos.
O primeiro deles é o Resistor.
Gerar campos elétricos (Diferença de Potencial = Eletricidade) entre dois pontos, por menor que seja, induz correntes elétricas imensas entre esses pontos se não houver alguma coisa entre eles que consiga controlar essa corrente e isso é a Resistência Elétrica e o Resistor é o componente elétrico/eletrônico que causa esse fenômeno, capaz de controlar essa corrente. 
Vários cientistas estudaram o fenômeno e um deles, Georg Simon Ohm, promulgou as leis que descrevem o comportamento da eletricidade  passando por um condutor, a Lei de Ohm:
"A Corrente Elétrica que percorre um condutor é proporcional a voltagem entre seus terminais"
I (corrente elétrica) = V (tensão elétrica)/R (resistência elétrica) ou V=RxI ou R=V/I
A resistência de um material condutor é medida em "Ohm" e o seu símbolo é a letra grega Ômega. 
Em Eletrônica, principalmente nos dias de hoje, quando se consegue trabalhar com valores muito pequenos de Tensão e Correntes Elétricas, os valores de resistências são expressos normalmente em milhares de Ohm (quiloOhms = kOhm) ou milhôes de Ohms (megaOhms = MOhm)
As Correntes Elétricas, expressas em Ampére (A) ou suas sub divisões miliAmpére (1/1000A) ou microAmpére (1/1000000A - 
µA) ou menores ainda como picoAmpére (pA) e nanoAmpére (nA).
A codificação dos resistores usados atualmente em Eletrônica, segue a tabela ao lado, onde uma tabela de cores é usada para identificar os valores dos resistores. 
Preto=0
Marrom=1
Vermelho=2
Laranja=3
Amarelo=4
Verde=5
Azul=6
Violeta=7
Cinza=8
Branco=9
Dourado= x1 Ohm
Prateado= x0,1 Ohm
Os resistores mais comuns têm três faixas de cores sendo que as duas primeiras dão o valor de resistência e a terceira é um multiplicador, lidos da esqda para a direita, desse modo, tomando-se como exemplo um resistor que apresente as faixas Marrom, Preta e Laranja terá uma resistência de Marrom (1), Preto (0) e Laranja (x1000) ou 10mil Ohm ou 10kOhm.
Uma quarta faixa que pode ser também Dourado ou Prateado dá a tolerância para esse valor (5 ou 10%¨).
Resistores de mais precisão podem apresentar quatro faixas de cores, sendo três para o valor, a quarta faixa para um multiplicador e ainda uma quinta faixa de tolerância, nos mesmos moldes do anterior.

Os Componentes Eletrônicos são divididos como Passivos, Reativos ou Ativos.
Os resistores se encaixam na categoria de Passivos, pois não tem polaridade e não mudam a natureza do circuito, podendo ser colocados no circuito na posição que forem necessários.

Os componente Reativos são os Capacitores e Indutores. 

Fiquemos primeiramente com os Capacitores (foto abaixo). 
Os Capacitores também conhecidos como Condensadores têm entre suas principais características a capacidade de acumular uma carga elétrica.
Um Capacitor descarregado colocado em um circuito elétrico vai acumular uma carga igual a diferença de potencial a que ele está sendo submetido no circuito. Depois de carregado, ele, se retirado do circuito, continuará carregado até que um outro circuito seja ligado a ele. 
Uma característica importante desse processo é que esse acúmulo de carga não se dá de imediato, mas demora uma certa quantidade de tempo. Essa variação de tempo, de carga e descarga, depende também de uma resistência associada ao circuito em que está o capacitor. 
Essa sua característica é muito aproveitada para criar circuitos oscilantes, de filtragem de ondas espúrias e muitos outros circuitos aplicados em eletrônica. 
Quando se constrói uma fonte de alimentação para alimentar um circuito, usa-se capacitores de grande valor para filtrar as oscilações na onda retificada, obtendo-se uma tensão estável em um valor fixo.
Dizemos que o capacitor reage a variação de tensão aplicada a ele, seja essa variação para cima ou para baixo, o capacitor sempre vai reagir a essa variação de tensão e isso causa uma variação no tempo em que a corrente circula  no circuito em relação a tensão. 
Em um circuito puramente resistivo a corrente que flui pelo circuito está sempre em sincronia com a variação de tensão, ou seja, se a tensão sobe, a corrente sobe e vice-versa. Acrescentado um capacitor ao circuito, a corrente perde essa sincronia. O capacitor atrasa a tensão entre seus terminais, em relação à corrente que circula pelo circuito. 
Dependendo de sua construção, os capacitores podem ter polaridade, então há que se tomar cuidado em como se coloca um capacitor em um circuito. 
Capacitores ditos eletrolíticos, muito usados em decoders DCC para diminuir as interferências de rodas e trilhos sujos no funcionamento das locomotivas, são do tipo eletrolíticos e se montados com a polaridade invertida, entram em curto circuito e tendem a explodir depois de algum tempo. Capacitores de tântalo, também têm restrições quanto a polaridade. Capacitores de poliéster e cerâmicos, não tem polaridade. 
A construção de uma capacitor básico é muito simples. Duas placas condutoras separadas por um material isolante (Dielétrico).
A unidade para medir Capacitância é o Farad (F) que corresponde a carga de um Coulomb (medida de energia no Sistema Internacional (SI)) quando tiver a tensão de um Volt (1V) entre suas placas. 
A capacidade de um Farad (1F) é muito grande, então em aplicações Elétrica e Eletrônicas usa-se o µF (microFarad - 1x10-6 F), ou subdivisões ainda menores como o NanoFarad (nF) e o picoFarad (pF)
A nomenclatura NanoFarad (nF) também pode ser encontrada como kpF, ou seja, 1kpF= 1000pF.


Chegamos agora aos Indutores.
Os Indutores são as Bobinas, Enrolamentos, Transformadores, Motores e tudo em que um ou mais  fios deem algumas voltas em torno de um corpo qualquer, ligados a um circuito.
Assim como os capacitores, os Indutores são também chamados de Reativos pois eles interferem no modo que a corrente e a tensão se comportam dentro de um circuito em que eles estejam presentes.
Enquanto os Capacitores reagem às variações de tensão em um circuito, os Indutores reagem a variação de corrente. Eles não gostam de correntes elétricas variando entre seus terminais. 
Por essas características dos Indutores, conseguimos criar os Transformadores, os Motores, sintonizar Rádios e Televisões, Celulares, Geradores e uma série de equipamentos Elétricos e Eletrônicos, sem os quais, nossas vidas atuais seriam impossíveis. 
No nosso ramo de atividade, os indutores são encontrados nos motores das locomotivas, na bobinas dos nossos desvios, nos detectores de localização em nossas maquetes, nas fontes de alimentação dos  nossos circuitos, enfim uma série de aplicações que em muitas vezes não nos damos conta que eles estão lá.
Juntamente com os indutores, surge a ideia de Campo Magnético.
Campo Magnético e Indutores estão intimamente ligados entre si e um não vive sem o outro. É através do campo magnético que o indutor se manifesta. 
Campos Magnéticos, Indutores e Corrente Elétrica, dependendo do modo com que são formulados e estruturados geram Forças que podem gerar movimentos físicos e daí temos os Motores, Geradores e Transformadores
Uma corrente elétrica passando por um indutor, gera um campo magnético e se passarmos um indutor por um campo magnético, geramos corrente elétrica e é assim que chegamos aos Transformadores, os Motores e os Geradores Elétricos.
Os motores das nossas locomotivas, as bobinas que acionam os desvios em nossas maquetes, os transformadores que fazem as fontes de alimentação nos nossos controladores DC e DCC, os transformadores de corrente que vamos usar em nossos detectores de ocupação, são exemples de uso indutores no Ferromodelismo.

Nessa primeira parte desse artigo, tentei apresentar-lhes os componentes Eletro/Eletrônicos mais simples, que podemos usar no Ferromodelismo. 
Em um próximo artigo vamos continuar explorando outros componentes.

Por enquanto é só, Amigos. 

Espero que tenham gostado e que o artigo acima possa lhes ser útil de alguma forma. 
As ideias aqui apresentadas são apenas a minha concepção de como podemos fazer uma estrutura mais realista para ser colocada na maquete.
Havendo alguma outra ideia a respeito de algum tópico, ou até mesmo erros sobre como abordei algum assunto, por favor escrevam-me diretamente (j.oscar03@terra.com.br) ou deixem seus comentários ao final do Blog.


Saudações


J.Oscar