Conhecendo capacitores
Capacitor, antigamente chamado condensador, é um componente que armazena energia num campo elétrico, acumulando um desequilíbrio interno de carga elétrica. (definição segundo a wikipédia)
Não pretendo falar sobre exatamente o que um capacitor, como ele funciona e sua física envolvida. Esta pagina tem o caráter didático de exemplificar alguns dos tipos de capacitores encontrados e como você lida com a leitura de seus valores. Visto que em alguns tipos de capacitores, existe uma BAITA confusão, até mesmo entre os mais experientes. E já deixo de aviso, caso eu mesmo cometa algum erro, não se acanhe em me corrigir.
Esta pagina é um apanhando de várias pesquisas feitas no próprio Google, e meus conhecimentos sobre capacitores. Pode conter algum erro, se encontrar não se acanhe em me corrigir.
Diversos tipos de capacitores que tenho no meu.... ahm... estoque.
Sobre a unidade Farad.Calculando resistor limitador para LED.
E mais... Se você quer usar leds em 127 ou 220V, tenha todo o cuidado se não tiver intimidade com eletricidade, afinal não quero ser o culpado se você levar um choque. E principalmente, CUIDADO... eletricidade pode matar!
A pergunta básica era: Como ligar um LED em 127 ou 220Vac (note bem: Corrente Alternada)? Ou simplificando mais ainda, na tomada... Como calcular o valor do resistor limitador?
Primeiro precisamos definir direitinho as coisas. Na tomada ai
da parede temos Corrente Alternada, ou seja uma tensão que
alterna a sua polaridade (+ - + - + - ...) em 60 vezes por segundo. É por isso
que todo e qualquer aparelho elétrico você vai ver em sua plaqueta
identificadora marcado: 60Hz. Note bem, no Brasil o sistema elétrico é
padronizado em 60Hz. Na nossa vizinha Argentina eles usam 50Hz. Cito isto apenas
pra lembrar que sempre irei citar 60Hz por aqui, que é o nosso caso.
E os Leds trabalham com Corrente Contínua, ou seja uma tensão que não
troca de polaridade durante o tempo, mas quem gera corrente continua? Pilhas e
baterias, entre outras coisas que não convém ao caso agora.
Calcular o resistor limitador é uma dúvida muito simples mas que
assombra muita gente por ai. Vou ser Prático e direto, sem muita embolação. Tudo
o que precisamos saber são duas fórmulas básicas da Lei de Ohm.
R = V / I e W = V * I
E qual a tensão e corrente do LED (ou associação de
LEDs) que será utilizado e a tensão que irá alimentar o LED ou conjunto deles.
Vamos supor um único LED branco, e uma tensão de
127Vcc (note bem: Corrente Continua! para usar o led em
Corrente Alternada, leia este texto todo, eu explico mais no final
como fazer isso). O LED Branco que iremos usar nos cálculos, como exemplo,
precisa de 2.78V a 10mA para funcionar. Partindo disso então, a primeira coisa a
fazer é descobrir quanto volts precisamos "jogar fora".
127 - 2.78 = 124.2V
Logo precisamos dissipar 124.2V, sob uma corrente de 10mA.
Substituindo os valores na primeira fórmula (R=V/I), iremos descobrir o valor do resistor
necessário para absorver esses 124.2V:
124.2 / 0.01 = 12420 Ω
Ou 12K aproximando para um valor comercial que
vamos encontrar no balcão das lojas.
Agora que sabemos o valor do resistor, precisamos saber qual a
potencia dissipada a fim de calcular a potencia do resistor utilizado. Para isso
utilizaremos a segunda fórmula (W=V*I):
124.2 * 0.01 = 1.24W
No caso, por segurança utilizaremos um resistor com o 1,5 ou 2
vezes a potencia necessária, um resistor de 2W atende perfeitamente.
Logo o circuito fica como abaixo:
Isto foi para um único LED, mas e para uma associação? Simples,
se for ligar os LEDs em série, multiplique a tensão de um único LED pela
quantidade usada, ex. 15 LEDs brancos: 2.78 * 15 = 41.7V
Quando colocamos os LEDs em série a corrente circulante se
mantêm no valor de um único LED, no caso 10mA.
Se fossem em paralelo seria o inverso, a tensão se manteria nos
2.78V mas corrente seria multiplicada por 15, sendo 150mA.
Com isso percebe-se que cada arranjo tem suas vantagens e
desvantagens.
Em Série:
- Corrente mantida em níveis baixos
- Potencia dissipada no resistor limitador será baixa
- Queimando um LED o conjunto todo apaga
- Tensão de alimentação mais elevada
- Potencia dissipada no resistor limitador será baixa
- Queimando um LED o conjunto todo apaga
- Tensão de alimentação mais elevada
Em Paralelo:
- Corrente será alta
- Potencia dissipada no resistor limitador será ALTA
- Queimando um LED os demais permanecem acessos (mas com corrente em excesso).
- Tensão de alimentação mais baixa
- Potencia dissipada no resistor limitador será ALTA
- Queimando um LED os demais permanecem acessos (mas com corrente em excesso).
- Tensão de alimentação mais baixa
Cabe avaliar qual perfil se encaixa melhor. Para alimentar um
grupo de LEDs com uma bateria de 12V por exemplo, o mais recomendável seria em
paralelo. Mas pode-se utilizar um arranjo misto de série/paralelo, por exemplo
colocando Os LEDs em série de 2 em 2 e depois tudo em paralelo.
Mas o circuito acima tem um
porém. O LED precisa de Corrente Contínua para
funcionar e não pode ser ligado em Corrente Alternada. Um LED
suporta muito pouca tensão reversa em sua junção, essa tensão situa-se por volta
de 4 ou 5V, portanto há risco de se queimar um LED
ligando-o invertido com uma tensão acima deste patamar. E como a Corrente
Alternada muda de polaridade 60 vezes por segundo o led estará ligado em
polaridade invertida 30 vezes num segundo.
Uma adaptação que fiz para este circuito e funciona muito bem é
a mostrada abaixo, a qual já inclusive utilizei no projeto de minha estação de solda do primo pobre.
O diodo incluído no circuito vai constituir um retificador de 1/2
onda (no link ai da wikipédia, half-wave, não temos esta pagina em português
ainda), descartando os semi-ciclos negativos da Corrente
Alternada. Este diodo tem o pequeno inconveniente de acrescentar uma
queda extra de 0,7V no circuito. Assim se for calcular o resistor para uso em
Corrente Alternada, não se esqueça de somar 0,7V a tensão do(s)
Led(s), ou marcar a caixa "Led em AC, acrescentar 0,7V do diodo".
O capacitor eletrolítico serve para dar uma "aplainada" na
tensão pulsante resultante da retificação de 1/2 onda, pois sem ele você vai
perceber a luminosidade do LED cintilando devido aos 60hz da rede elétrica. Se
você não se importar de ver o LED cintilando, pode omitir o capacitor e o
resistor de 220R.
A tensão deste capacitor deverá ser compatível com a
tensão do led ou associação destes. Ex.: Se fosse usar apenas um led azul, a
tensão deste é de cerca de 2.76V. Um capacitor de 6,3V estará de bom tamanho. Se
fossem 4 leds azuis a tensão seria de 11V, um capacitor de 16V estará de bom
tamanho.
Assim sendo, sempre use a tensão do capacitor um pouco acima da
tensão máxima do led ou associação destes. Obs.: Raramente você irá encontrar
capacitores com isolação menor do que 16V. Tensão de isolação maior não faz mal,
apenas que o capacitor tende a ter um tamanhos físico maior, ocupando um espaço
maior.
Uma pergunta inevitável é: Mas eu não tenho o datasheet,
qual a corrente do led?
Bom... ai vale o bom senso.
Led de
3mm difuso, use algo entre 4 e 7mA.
Led de 5mm difuso, use algo entre 5
e 10mA.
Led de
5mm de alto brilho (geralmente são os tipo "cristal") use algo entre 10 e
15mA.
Led de
3mm difuso, use algo entre 4 e 7mA. Led de 5mm difuso, use algo entre 5
e 10mA. Led de
5mm de alto brilho (geralmente são os tipo "cristal") use algo entre 10 e
15mA.
Lembrando que: Corrente em excesso diminui
consideravelmente a vida útil do LED. Assim sendo procure sempre nivelar um
pouco por baixo, se o fabricante especifica 10mA, use 8mA por exemplo (a
corrente máxima esta disponível no datashet do fabricante), a vida útil de um
LED é de 100.000 ou mais horas quando trabalhando dentro do limite máximo de
corrente e temperatura especificado pelo fabricante.
Para os que não quiserem fazer as contas no lápis ou
calculadora (apesar de muito simples), abaixo tem um formulário em que você pode
fornecer os valores e obter o valor e dissipação do resistor, tudo mastigadinho.
A calculadora também já irá fornecer o valor do resistor mais
aproximado possível dentro da série E12 e indicará o percentual de erro em relação ao
valor calculado.
Led Calculator Tabaraja
v.2.0
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Informações:
Tensão dos LEDs x COR:
Infravermelho: 1.5V a 1.8V
Amarelo: 1.90V a 1.92V Verde: 1.92V a 1.94V Vermelho: 1.96V a 1.98V Azul: 2.76V a 2.78V Branco: 2.76V a 2.78V Rosa: 2.84V a 2.90V Ultravioleta: 3.10V a 3.16V
Corrente: Uma corrente de 0.01A é a mesma coisa que 10mA,
apenas estamos convertendo a unidade de medida. A calculadora só aceita valores
em mA.
Recomendação: Sempre consultar o datasheet do LED
para o valor exato de tensão e corrente, ou use a recomendação que fiz durante a
explicação no texto acima.
Potencia de dissipação fracionária de resistores:
De 1/8 a 1/2W use resistores de carvão, de 1 a 3W use resistores
de metal-film, de 5 a 15W use resistores de fio, acima disso são resistores de
fio, mas muito difíceis de encontrar e por conseqüência, caros.
O capacitor eletrolítico, quando em modo AC, pode ser omitido
como já foi explicado acima. Todo caso a calculadora irá informar a tensão
mínima aceitável para o eletrolítico, com base na tensão do LED + 35%. Partindo
disso procure o valor comercial mais próximo acima deste.
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Obs. O autor deste texto e calculadora, não se responsabiliza por leds torrados, choques e outros bichos se você insistiu em não ler tudo o que esta escrito nesta página (porque tem gente que acha um saco ler) e partiu direto para a parte prática. Lembre-se eletricidade pode matar! | |||||||||
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